(57)【要約】  本発明は、スペーサと少なくとも１つの収集装置とを有する透過液スペーサモジュールであって、スペーサが、流れ空間又は流路に連結された少なくとも１つの透過液収集装置に透過液を案内する流れ空間又は流路を支持部材と挿入部材との間に形成する少なくとも１つの挿入部材によって互いに間隔を置いて配置される、透過液スペーサモジュールに関する。本発明は、透過液モジュールを有するメンブレンシステム、メンブレンシステムを動作させるプロセス、メンブレンシステムの使用、メンブレンプラント及びメンブレンプラントの使用に関する。
2008531269.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スペーサと少なくとも１つの収集装置とを有する透過液スペーサモジュールであって、前記スペーサは、少なくとも１つの挿入部材と、支持面ユニット（１３）、穿孔を有する密な材料、多孔性面材料、穿孔又は細孔又はそれらの組み合わせを有する複合面材料、穿孔又は細孔を有するサンドイッチ面材料、あるいは前記の材料の組み合わせから成る群の少なくとも１つの部材から選択される支持部材とを有し、前記支持部材は、前記透過液スペーサモジュールに連結されるか又は取り付けられた前記少なくとも１つの透過液収集装置まで透過液を案内する流れ空間、通路又は流路を前記支持部材と前記挿入部材との間に形成する前記少なくとも１つの挿入部材によって互いに間隔を置いて配置されている、透過液スペーサモジュール。
【請求項２】
前記流路は、互いに平行であり、かつ前記少なくとも１つの透過液収集装置に連結されるか、又は取り付けられている、請求項１記載の透過液スペーサモジュール。
【請求項３】
前記流れ空間は、前記少なくとも１つの透過液収集装置に連結されるか又は取り付けられ、前記少なくとも１つの透過液収集装置は、前記スペーサに前記スペーサの側面の周囲全体にわたって連結されるか又は取り付けられている、請求項１記載の透過液スペーサモジュール。
【請求項４】
前記挿入部材は、縦長の壁、波形シート、ひだ付きシート、鋳造シート、型成形シート、押し出しシート、ダクトを有するシート、切り込み又は平坦な山を有するシート、シングルディスタンスエード、又はそれらの組み合わせである、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の透過液スペーサモジュール。
【請求項５】
前記支持部材は、穿孔を有する密な材料又は多孔性材料である、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の透過液スペーサモジュール。
【請求項６】
前記穿孔は穴、長穴、スリット、又はそれらの組み合わせである、請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の透過液スペーサモジュール。
【請求項７】
前記支持部材及び前記少なくとも１つの挿入部材はそれぞれ、金属、セラミック、プラスチック、複合材料、紙、セルロース、多孔性材料、高分子材料、ガラス、ガラス繊維又はそれらの組み合わせから成る群の材料の少なくとも１つから選択される材料である、請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の透過液スペーサモジュール。
【請求項８】
前記支持部材及び前記少なくとも１つの挿入部材はそれぞれ、ポリオレフィンエラストマ、エチレン酢酸ビニル共重合体、エチレン酢酸ビニル三元共重合体、スチレン−エチレン／ブチレン−スチレンブロック共重合体、ポリウレタン、ポリブチレン、ポリブチレン共重合体、ポリイソプレン、ポリイソプレン共重合体、アクリレート、シリコーン、天然ゴム、ポリイソブチレン、ブチルゴム、ポリプロピレン、ポリプロピレン共重合体、ポリエチレン、ポリエチレン共重合体、ポリカーボネート、フルオロポリマー、ポリスチレン、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、ナイロン、ポリ塩化ビニル、並びにそれらの共重合体及び混合物から成る群の材料の少なくとも１つから選択される材料で作られる、請求項７記載の透過液スペーサモジュール。
【請求項９】
前記支持部材は、互いに少なくとも０．１ｍｍの距離だけ間隔を置いて配置される、請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の透過液スペーサモジュール。
【請求項１０】
前記支持部材は、互いに約２０ｍｍ未満の距離だけ間隔を置いて配置される、請求項１乃至請求項９のいずれかに記載の透過液スペーサモジュール。
【請求項１１】
前記支持部材は、約１ｍｍから約５ｍｍの範囲内の距離だけ間隔を置いて配置される、請求項１乃至請求項１０のいずれかに記載の透過液スペーサモジュール。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの透過液収集装置は、膨張フレーム又は透過液を収集する任意の手段である、請求項１乃至請求項１１のいずれかに記載の透過液スペーサモジュール。
【請求項１３】
前記膨張フレームは、管状形態又はＵ字型押し出し形態である、請求項１乃至請求項１２のいずれかに記載の透過液スペーサモジュール。
【請求項１４】
前記メンブレンフィルム、リーフ又はシートは、前記スペーサの両側に取り付けられる、請求項１乃至請求項１３のいずれかに記載の透過液スペーサモジュールを有するメンブレンシステム。
【請求項１５】
前記支持部材及び前記少なくとも１つの挿入部材は、メンブレン材料で作られ、前記支持部材、前記少なくとも１つの挿入部材、及び前記透過液スペーサモジュールの両側の前記メンブレンフィルム、リーフ、又はシートは、メンブレン材料の１つのユニットとして作られている、請求項１４記載のメンブレンシステム。
【請求項１６】
前記システムは、少なくとも１つの支持リスト又は支持ストリップも有する、請求項１４又は請求項１５記載のメンブレンシステム。
【請求項１７】
前記メンブレンは前記スペーサに少なくとも部分的に溶接されるか、又は少なくとも部分的に接着されている、請求項１４乃至請求項１６のいずれかに記載のメンブレンシステム。
【請求項１８】
透過液を収集するプロセスであって、
ｉ）請求項１４乃至請求項１７のいずれかに記載のメンブレンシステムを流体に接触させ、透過液をメンブレンを通過させるステップと、
ｉｉ）前記透過液スペーサモジュール内の前記流れ空間、通路、又は前記流路を通る透過液の流れを生成するステップと、
ｉｉｉ）前記流れ空間、通路、又は流路に連結された前記少なくとも１つの透過液収集装置内に前記透過液を収集するステップとを含むプロセス。
【請求項１９】
前記プロセスは、
ｉｖ）前記ステップｉｉｉ）で収集された前記透過液を静水圧によって収集タンク、容器又は井戸へ搬送するステップをさらに含む、請求項１８記載のプロセス。
【請求項２０】
排水、海水、地表水又は井戸水の処理への、請求項１４乃至請求項１７のいずれかに記載のメンブレンシステムの使用方法。
【請求項２１】
滅菌濾過、浄化又は高分子量の濃縮への、請求項１４乃至請求項１７のいずれかに記載のメンブレンシステムの使用方法。
【請求項２２】
ワイン、ビールの処理、フルーツジュースの濃縮、牛乳の滅菌濾過への、請求項１４乃至請求項１７のいずれかに記載のメンブレンシステムの使用方法。
【請求項２３】
前記メンブレンプラントは、収集タンク、容器又は井戸も含む、請求項１４乃至請求項１７のいずれかに記載のメンブレンシステムを有するメンブレンプラント。
【請求項２４】
前記メンブレンシステムは生物処理タンク内に配置される、請求項２３記載のメンブレンプラント。
【請求項２５】
前記収集タンク、前記容器又は前記井戸は、前記生物処理タンクの外側で前記メンブレンシステムに連結され、前記透過液スペーサモジュールに連結された前記少なくとも１つの透過液収集装置からの前記収集された透過液は、前記収集タンク、前記容器又は前記井戸に連結され、前記透過液は、前記透過液スペーサモジュールに連結された前記少なくとも１つの透過液収集装置から前記収集タンク、前記容器又は前記井戸まで静水圧によって搬送される、請求項２３又は請求項２４記載のメンブレンプラント。
【請求項２６】
前記プラントは、前記透過液の一部を前記収集タンク、前記容器又は前記井戸から前記生物処理タンクまで戻すように搬送するポンプも有する、請求項２３乃至請求項２５のいずれかに記載のメンブレンプラント。
【請求項２７】
排水又は水を処理する、請求項２３乃至請求項２６のいずれかに記載のメンブレンプラントの使用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透過液スペーサモジュール、メンブレンシステム、メンブレンシステムを動作させるプロセス、メンブレンシステムの使用方法、メンブレンプラント、及びメンブレンプラントの使用方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発明の背景
メンブレンを通過する流体は、メンブレンを通過する前にメンブレンまで搬送されるか、又はメンブレンに接触する必要がある。通過後、流体は排水システムに収集され、システム外に排出される。多くのメンブレンは、メンブレンへの液体の搬送またはメンブレンからの液体の搬送にスペーサを利用する。ヨーロッパ特許第１１２０１１５０号、国際公開第２００４／１０３５３５号、及び国際公開第２００４／１０３５３６号はメンブレンスペーサを開示している。
【０００３】
流体を収集する排水システムは、流体の障害物となり、それによって逆圧を発生し、圧力を低下させる可能性がある。逆圧は、メンブレンを通過する流束を制限することがあり、圧力低下はメンブレンの汚染を招き、その性能を制限する恐れがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで、本発明の目的の一つは、排水システムの構成を改良し、メンブレンの性能を向上させることである。
【０００５】
本発明の他の目的は、エネルギーバランスが改善されたメンブレンを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
発明
メンブレンは、精密濾過、限外濾過、ナノ濾過又は逆浸透に使用することができる。精密濾過は、通常０．１〜１０マイクロメートル（μｍ）の、メンブレン濾過クラスのうちで最も粗なクラスである。限外濾過メンブレンは、９０％が膜によって保持される最小分子の分子量として定義される分画分子量（the molecular weight cut off）によって分類される。限外濾過範囲は、１０００分画分子量から５０００００分画分子量までである。ナノ濾過メンブレンは、１００〜１０００の範囲の分子量を有する溶質分子を保持する。逆浸透は、最小溶質分子でさえも分離することのできる最も密なメンブレンを使用する。
【０００７】
メンブレン又はメンブレンフィルムを通過した流体は、透過液として定義される。残された流体は、濃縮液又はリテンテート（retentate）として定義され、以下では濃縮液と定義される。メンブレン同士は、挿入部材、スペーサ、又はスペーサ部材によって互いに間隔を置いて配置することができる。スペーサ又は挿入部材は、流体が収集システム又は収集装置まで自由に流れることのできるようにする構造を実現する波形材料、ひだ付き材料、鋳造材料、押し出し材料又は機械加工材料で製造することができる。
【０００８】
以下では、スペーサは、メンブレン又はメンブレンフィルム同士を間隔を置いて配置する部材を指し、スペーサは支持部材及び挿入部材で構成される。挿入部材は、支持部材同士を間隔を置いて配置する部材を指す。
【０００９】
本発明は、スペーサと少なくとも１つの収集装置とを有する透過液スペーサモジュールであって、スペーサが、少なくとも１つの挿入部材と、支持面ユニット（１３）、穿孔を有する密な材料、多孔性面材料、穿孔又は細孔又はそれらの組み合わせを有する複合面材料、穿孔又は細孔を有するサンドイッチ面材料、或いはこれらの材料の組み合わせから成る群の少なくとも１つの部材から選択される支持部材とを有し、支持部材は、透過液スペーサモジュールに連結された少なくとも１つの透過液収集装置まで透過液を案内する流れ空間又は流路を支持部材と挿入部材との間に形成する少なくとも１つの挿入部材によって互いに間隔を置いて配置される、透過液スペーサモジュールに関する。
【００１０】
細孔又は穿孔の形状、細孔又は穿孔の密度或いは量は、流体の圧力範囲、粘度又は温度に応じて調整することができる。穿孔は、穴、長穴、スリット又はそれらの組み合わせであってよい。
【００１１】
挿入部材は、縦長の壁、波形シート、ひだ付きシート、鋳造シート、型成形シート、押し出しシート、ダクトを有するシート、切り込み又は平坦な山を有するシート、シングルディスタンスエード（single distance aids）又はそれらの組み合わせであってよい。
【００１２】
支持部材と挿入部材との間の流れ空間は、通路、流れ空間又は流路を形成している。通路、流れ空間、又は流路は、少なくとも透過液収集装置に連結するか、又は取り付けることができる。一実施態様では、通路、流れ空間又は流路同士は互いに沿って延びることができる。他の実施態様によれば、挿入部材は、互いに沿って平行に延びる、以下では流路と呼ばれる通路、流れ空間又は流路を形成している。透過液収集装置は、膨張フレーム又は透過液を収集する任意の手段であってよく、或いは透過液収集装置は管状形態又はＵ字形押し出し形態であってよい。Ｕ字形押し出し形態収集装置は、Ｕ字の開放端部上で流路に連結することができ、スペーサモジュールの少なくとも一方の側ですべての互いに平行な流路を覆い、流路から透過液を案内し収集することができる。管状の収集装置は、互いに平行な流路に連結することができ、透過液は、穴、スリット、長穴を通ってチューブに流入するか、又はチューブ内の任意の種類の通過手段を通過することができ、或いはチューブは、透過液スペーサモジュールとの連結を容易にしかつ流路から透過液を案内し収集するための切り込みをチューブに沿って有してよい。流路は、少なくとも１つの収集装置に垂直に取り付けるか又は連結することができる。他の実施態様によれば、少なくとも１つの収集装置をスペーサの周囲全体にわたって連結するか、又は取り付けることができ、流れ空間は、透過液が貯蔵装置に搬送されるか、又はさらに処理される前に収集されるように、少なくとも１つの収集装置と連通することができる。
【００１３】
透過液スペーサは少なくとも０．１ｍｍの厚さを有してよく、この厚さは約２０ｍｍ以下程度であってよい。一実施態様によれば、厚さは少なくとも０．２ｍｍであってよく、他の実施態様によれば、厚さは少なくとも０．５ｍｍであってよい。他の実施態様によれば、厚さは約０．１ｍｍから約２０ｍｍの範囲内であってよい。他の実施態様によれば、厚さは約０．５ｍｍから約１５ｍｍの範囲内であってよい。他の実施態様によれば、厚さは約１ｍｍから約５ｍｍの範囲内であってよい。他の実施態様によれば、厚さは約０．１ｍｍから約２．０ｍｍの範囲内であってよい。他の実施態様によれば、厚さは約０．５ｍｍから約１．５ｍｍの範囲内であってよい。
【００１４】
支持部材と挿入部材は同じ材料で製造してよく、あるいは支持材料をある材料で製造し、挿入部材を別の材料で製造してよい。材料は、金属、セラミック、プラスチック、複合材料、紙、多孔性材料、高分子材料、又はそれらの組み合わせであってよい。一実施態様によれば、ポリオレフィンエラストマ、エチレン酢酸ビニル共重合体、エチレン酢酸ビニル三元共重合体、スチレン−エチレン／ブチレン−スチレンブロック共重合体、ポリウレタン、ポリブチレン、ポリブチレン共重合体、ポリイソプレン、ポリイソプレン共重合体、アクリレート、シリコーン、天然ゴム、ポリイソブチレン、ブチルゴム、ポリプロピレン、ポリプロピレン共重合体、ポリエチレン、ポリエチレン共重合体、ポリカーボネート、フルオロポリマー、ポリスチレン、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、ナイロン、ポリ塩化ビニル、並びにそれらの共重合体及び混合物から成る群の材料の少なくとも１つから選択することができる。
【００１５】
本発明は、メンブレン又はメンブレン膜を透過液スペーサの両側に取り付けることのできる透過液スペーサを有するメンブレンシステムにさらに関する。
【００１６】
メンブレンは、スペーサ上に溶接するか、スペーサ上に接着するか、スペーサと一緒に鋳造するか、１つのメンブレンユニットとして一緒に押し出し成形するか、スペーサ上に固定するか、或いはスペーサ構成の一部であってよい。
【００１７】
システムは、管状形態又はＵ字形押し出し形態であってよい少なくとも１つの透過液収集装置を有してよく、システムの各側は、溶接又は接着することができ、少なくとも１つの支持リスト又は支持ストリップを備えてよい。
【００１８】
本発明は、以下のステップ、すなわち、
ｉ）本発明によるメンブレンシステムを流体に接触させ、透過液をメンブレンを通過させるステップと、
ｉｉ）透過液スペーサモジュール内の通路、流れ空間、又は流路を通る透過液の流れを形成するステップと、
ｉｉｉ）通路、流れ空間又は流路に連結されるか、又は取り付けられた少なくとも１つの透過液収集装置内に透過液を収集するステップとを含む、透過液を収集するプロセスにさらに関する。
【００１９】
このプロセスは、追加のステップ、すなわち、ｉｖ）ステップｉｉｉ）で収集された透過液を静水圧によって収集タンク、容器又は井戸へ搬送するステップも含んでよい。
【００２０】
本発明は、透過液スペーサと、排水、海水、地表水又は井戸水を処理するメンブレンフィルムとを有するメンブレンシステムの使用法に関する。
【００２１】
メンブレンシステムは、逆浸透型の脱塩プラントの前の、たとえば、海水、地表水、又は井戸水などの水の前処理に使用することができる。メンブレンシステムは、地表水又は井戸水から飲み水を調製する際に使用することもできる。メンブレンシステムは、水の前処理又は最終処理に使用することができる。このような場合、メンブレンは、静水圧が膜間圧力、ＴＭＰとして使用されるタンク内に設置される。
【００２２】
メンブレンシステムでは圧力低下が少ないので、カルシウム、マグネシウムなどの二価イオン又は農薬などの低有機分子を除去するために水をナノ濾過メンブレンで処理することが可能である。メンブレンシステムは、滅菌濾過、浄化又は高分子量の濃縮に使用することもできる。メンブレンモジュールは、ワイン、ビールの処理、フルーツジュースの濃縮、牛乳の滅菌濾過に使用することもできる。
【００２３】
透過液スペーサは、メンブレンを適切に支持することができ、通路、流れ空間又は流路は、逆圧を発生させる障害物を形成することなく、自由流又は流体の流れを可能にする。透過液スペーサのサイズは、用途に適応させることができ、プレート及びフレームメンブレン、又は高透過流束率のために逆圧形成を回避すべく、透過液側の圧力低下を抑制する必要のあるメンブレンバイオリアクタ（ＭＢＲ）のような様々な構成に統合することができる。
【００２４】
メンブレンシステムは、精密濾過、限外濾過、ナノ濾過、又は逆浸透を含むすべての圧力範囲を含む様々な種類の構成に使用することができる。
【００２５】
プレート及びフレームメンブレン構成では、透過液スペーサをメンブレン支持板として使用することができる。
【００２６】
本発明は、本発明によるメンブレンシステムを有するメンブレンプラントに関し、メンブレンプラントは、収集タンク、容器又は井戸も含む。
【００２７】
メンブレンプラント又はメンブレンバイオリアクタでは、メンブレンシステムを生物処理タンク内に配置することができ、かつ収集タンク、又は容器、又は井戸を生物処理タンクの外側でメンブレンシステムに連結することができる。少なくとも１つの透過液収集装置からの収集された透過液は、生物処理タンクの内側で少なくとも１つの収集装置に連結されている収集タンク、容器又は井戸に静水圧によって搬送することができる。収集された透過液は貯蔵するか又は使用のために送ることができる。
【００２８】
メンブレンプラントは、収集された透過液の一部を収集タンク、又は容器、又は井戸から生物処理タンクに搬送するポンプを有してもよい。他の実施態様によるメンブレンプラントでは、処理されるべき流体の連続流内、生物処理タンクではなく、たとえば、塩分の多い海水を処理する外海であってよい処理タンク内、又は食品産業、化学プラント、紙パルプ産業などにおける他の種類の流体用の処理タンク内に配置することができる。
【００２９】
本発明は、排水、海水、地表水又は井戸水を処理するメンブレンプラントの使用法に関する。
【００３０】
メンブレンシステムでは圧力低下が少ないので、静水圧を使用するだけで、カルシウム、マグネシウムなどの二価イオン又は農薬などの低有機分子を除去するために水をナノ濾過メンブレンで処理することが可能である。
【００３１】
他の特徴は、独立請求項及び従属請求項に指定されている。
【００３２】
以下に、本発明について添付の図面によって詳しく説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
図面の詳細な説明
図１は、穿孔３を備えた押し出し支持部材２を有する押し出しスペーサであるスペーサ１の斜視図を示している。この実施形態によれば、挿入部材４は、支持部材２と縦長の壁との間に流れ空間５を形成する縦長の壁である。メンブレン６はスペーサ１の両側に取り付けられている。図２は、ひだ付きシート８が、互い平行な通路１０の形をした流れ空間を形成する支持部材９同士を間隔を置いて配置しているあるメンブレンシステム７の断面図を示している。支持部材９上にメンブレン９が取り付けられている。メンブレンシステム７は、少なくとも２つの側１１で溶接されている。図３は、支持面ユニットとして機能する平坦な山１３を有する挿入部材１２の一実施形態の断面図を示している。
【００３４】
図４は、本発明によるメンブレンプラントの一実施形態を示している。この実施形態によれば、メンブレンシステム１４は、生物処理タンク内に配置される。メンブレンシステム１４は、メンブレンシステムの３つの側を溶接することによって構成される。第４の側は、管状形態又はＵ字形形態であってよい収集装置１５で終わっている。溶接された側にはそれぞれ、支持リスト、支持ストリップ、又はできるだけ面積を広くするようにメンブレンシステムを広げて保持する他の部材（図４には示されていない）を備えることができる。流体、すなわち、透過液及び空気は、通路（図４には示されていない）内を収集装置１５まで搬送され、収集装置から、流体は、静水圧の助けによって垂直チューブ１６まで搬送される。チューブ１６の底部は、静水圧を発生させることができるようにメンブレンシステムより低いレベルに位置している。チューブ１６の頂部は水位より上に位置し、チューブのこの端部は空気を放出するように開放されている。
【００３５】
図５は、メンブレンプラントの他の実施形態を示している。メンブレンシステムは、生物処理タンク内の水位より下方に完全に水没させられている。この実施形態によれば、収集タンク又は井戸１７は、生物処理タンクの外側に配置される。透過液収集装置１５の出口とタンク内の水位との水位差によって、透過液収集スペーサ内のメンブレンを通過する液体流を生じさせることのできる膜間圧力を発生させるのに十分な静水圧が生じる。液体は、この透過液収集スペーサから、管状形態、Ｕ字形押し出し形態、又は他の幾何学的構成であってよい１つ、２つ、又はいくつかの収集装置１５に収集される。透過液は、水位がメインタンク内の水位より低い井戸又は収集タンク１７に重力によって流れる。この水位差によってメンブレンシステムを動作させるのに必要な静水圧が発生する。静水圧は、井戸１７内の水位を調節することによって規制することができる。
【００３６】
以下の例では、長時間にわたる流量及び流束の調査が行われ、螺旋状に巻かれた従来のメンブレンスペーサと本発明の一実施形態によるメンブレンシステムとが比較される。実施例の目的は、透過液スペーサ及び透過液システムの性能を示すことであり、本発明の範囲を限定するものではない。
実施例１
図４に示されているメンブレンプラントを使用して試験を行った。透過液流量及び透過液流束を１６日間監視した。試験時には、メンブレンシステムは、メンブレンに圧力をかけることも真空を使用することもなしに動作させることができた。静水圧は、水をメンブレンを通過させるのに十分な圧力であった。静水圧を変化させることによってメンブレンを通過する流れを規制することができる。このような変化は、タンク又は井戸内の水位によって制御することができる。メンブレンシステムの面積は３．７５３ｍ2であり、試験期間中の大気温度は−５℃から５℃の間であった。結果を表１にまとめる。
【００３７】
【表１】
2008531269.tif 000003
【００３８】
実施例２（比較）
この例では、収集装置に取り付けられた螺旋状に巻かれた従来のスペーサ部材を、収集装置に取り付けられた図１による透過液スペーサと比較した。螺旋状に巻かれたスペーサ部材と透過液スペーサはどちらも各側にメンブレンを備えていた。静水圧は１．２ｍであり、従来のスペーサの測定流束は１６ｄｍ3／ｍ2×ｈであり、透過液スペーサの測定流束は１００ｄｍ3／ｍ2×ｈであり、従来のスペーサに対する本発明の透過液スペーサの比が６．２５になることが分かった。この結果による結論として、流量が少ないときでも透過液側での自由な流れが重要であり、かつ水位が高くなるにつれて上記の比が高くなっていく。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】透過液スペーサの一実施形態の概略部分図である。
【図２】メンブレンシステムの他の実施形態の概略部分図である。
【図３】挿入部材の他の実施形態の概略部分図である。
【図４】メンブレンプラントの一実施形態の概略部分図である。
【図５】メンブレンプラントの他の実施形態の概略部分図である。
【図１】
2008531269.tif 000004
【図２】
2008531269.tif 000005
【図３】
2008531269.tif 000006
【図４】
2008531269.tif 000007
【図５】
2008531269.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成19年6月5日(2007.6.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スペーサと少なくとも１つの透過液収集装置とを有する透過液スペーサモジュールであって、前記スペーサは、少なくとも１つの挿入部材と、支持面ユニットとして機能する平坦な山を有する挿入部材、穿孔を有する密な材料、多孔性面材料、穿孔又は細孔又はそれらの組み合わせを有する複合面材料、穿孔又は細孔を有するサンドイッチ面材料、あるいは前記の材料の組み合わせから成る群の少なくとも１つの部材から選択される支持部材とを有し、前記支持部材は、前記透過液スペーサモジュールに連結されるか又は取り付けられた前記少なくとも１つの透過液収集装置まで透過液を案内する流れ空間、通路又は流路を前記支持部材と前記挿入部材との間に形成する前記少なくとも１つの挿入部材によって互いに間隔を置いて配置されている、透過液スペーサモジュール。
【請求項２】
前記流路は、互いに平行であり、かつ前記少なくとも１つの透過液収集装置に連結されるか、又は取り付けられている、請求項１記載の透過液スペーサモジュール。
【請求項３】
前記流れ空間は、前記少なくとも１つの透過液収集装置に連結されるか又は取り付けられ、前記少なくとも１つの透過液収集装置は、前記スペーサに前記スペーサの側面の周囲全体にわたって連結されるか又は取り付けられている、請求項１記載の透過液スペーサモジュール。
【請求項４】
前記挿入部材は、縦長の壁、波形シート、ひだ付きシート、鋳造シート、型成形シート、押し出しシート、ダクトを有するシート、切り込み又は平坦な山を有するシート、シングルディスタンスエード、又はそれらの組み合わせである、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の透過液スペーサモジュール。
【請求項５】
前記支持部材は、穿孔を有する密な材料又は多孔性材料である、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の透過液スペーサモジュール。
【請求項６】
前記穿孔は穴、長穴、スリット、又はそれらの組み合わせである、請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の透過液スペーサモジュール。
【請求項７】
前記支持部材及び前記少なくとも１つの挿入部材はそれぞれ、金属、セラミック、プラスチック、複合材料、紙、セルロース、多孔性材料、高分子材料、ガラス、ガラス繊維又はそれらの組み合わせから成る群の材料の少なくとも１つから選択される材料である、請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の透過液スペーサモジュール。
【請求項８】
前記支持部材及び前記少なくとも１つの挿入部材はそれぞれ、ポリオレフィンエラストマ、エチレン酢酸ビニル共重合体、エチレン酢酸ビニル三元共重合体、スチレン−エチレン／ブチレン−スチレンブロック共重合体、ポリウレタン、ポリブチレン、ポリブチレン共重合体、ポリイソプレン、ポリイソプレン共重合体、アクリレート、シリコーン、天然ゴム、ポリイソブチレン、ブチルゴム、ポリプロピレン、ポリプロピレン共重合体、ポリエチレン、ポリエチレン共重合体、ポリカーボネート、フルオロポリマー、ポリスチレン、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、ナイロン、ポリ塩化ビニル、並びにそれらの共重合体及び混合物から成る群の材料の少なくとも１つから選択される材料で作られる、請求項７記載の透過液スペーサモジュール。
【請求項９】
前記支持部材は、互いに少なくとも０．１ｍｍの距離だけ間隔を置いて配置される、請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の透過液スペーサモジュール。
【請求項１０】
前記支持部材は、互いに約２０ｍｍ未満の距離だけ間隔を置いて配置される、請求項１乃至請求項９のいずれかに記載の透過液スペーサモジュール。
【請求項１１】
前記支持部材は、約１ｍｍから約５ｍｍの範囲内の距離だけ間隔を置いて配置される、請求項１乃至請求項１０のいずれかに記載の透過液スペーサモジュール。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの透過液収集装置は、膨張フレームである、請求項１乃至請求項１１のいずれかに記載の透過液スペーサモジュール。
【請求項１３】
前記膨張フレームは、管状形態又はＵ字型押し出し形態である、請求項１乃至請求項１２のいずれかに記載の透過液スペーサモジュール。
【請求項１４】
前記メンブレンフィルム、リーフ又はシートは、前記スペーサの両側に取り付けられる、請求項１乃至請求項１３のいずれかに記載の透過液スペーサモジュールを有するメンブレンシステム。
【請求項１５】
前記支持部材及び前記少なくとも１つの挿入部材は、メンブレン材料で作られ、前記支持部材、前記少なくとも１つの挿入部材、及び前記透過液スペーサモジュールの両側の前記メンブレンフィルム、リーフ、又はシートは、メンブレン材料の１つのユニットとして作られている、請求項１４記載のメンブレンシステム。
【請求項１６】
前記システムは、少なくとも１つの支持リスト又は支持ストリップも有する、請求項１４又は請求項１５記載のメンブレンシステム。
【請求項１７】
前記メンブレンは前記スペーサに少なくとも部分的に溶接されるか、又は少なくとも部分的に接着されている、請求項１４乃至請求項１６のいずれかに記載のメンブレンシステム。
【請求項１８】
透過液を収集するプロセスであって、
ｉ）請求項１４乃至請求項１７のいずれかに記載のメンブレンシステムを流体に接触させ、透過液をメンブレンを通過させるステップと、
ｉｉ）前記透過液スペーサモジュール内の前記流れ空間、通路、又は前記流路を通る透過液の流れを生成するステップと、
ｉｉｉ）前記流れ空間、通路、又は流路に連結された前記少なくとも１つの透過液収集装置内に前記透過液を収集するステップとを含むプロセス。
【請求項１９】
前記プロセスは、
ｉｖ）前記ステップｉｉｉ）で収集された前記透過液を静水圧によって収集タンク、容器又は井戸へ搬送するステップをさらに含む、請求項１８記載のプロセス。
【請求項２０】
排水、海水、地表水又は井戸水の処理への、請求項１４乃至請求項１７のいずれかに記載のメンブレンシステムの使用方法。
【請求項２１】
滅菌濾過、浄化又は高分子量の濃縮への、請求項１４乃至請求項１７のいずれかに記載のメンブレンシステムの使用方法。
【請求項２２】
ワイン、ビールの処理、フルーツジュースの濃縮、牛乳の滅菌濾過への、請求項１４乃至請求項１７のいずれかに記載のメンブレンシステムの使用方法。
【請求項２３】
前記メンブレンプラントは、収集タンク、容器又は井戸も含む、請求項１４乃至請求項１７のいずれかに記載のメンブレンシステムを有するメンブレンプラント。
【請求項２４】
前記メンブレンシステムは処理される液体の液面よりも下にあり、前記収集タンク、前記容器又は前記井戸は処理される液体の液面よりも下にあり、前記透過液収集装置の出口と前記収集タンク、前記容器又は前記井戸内の液位との差は、前記透過液スペーサ内の前記メンブレンを通過する液体流れを生じさせることのできる膜間圧力を発生させるのに十分な静水圧を生じさせる、請求項２３記載のメンブレンプラント。
【請求項２５】
前記メンブレンシステムは生物処理タンク内に配置されている、請求項２３又は請求項２４記載のメンブレンプラント。
【請求項２６】
前記収集タンク、前記容器又は前記井戸は、前記生物処理タンクの外側で前記メンブレンシステムに連結され、前記透過液スペーサモジュールに連結された前記少なくとも１つの透過液収集装置からの前記収集された透過液は、前記収集タンク、前記容器又は前記井戸に連結され、前記透過液は、前記透過液スペーサモジュールに連結された前記少なくとも１つの透過液収集装置から前記収集タンク、前記容器又は前記井戸まで静水圧によって搬送される、請求項２５記載のメンブレンプラント。
【請求項２７】
前記プラントは、前記透過液の一部を前記収集タンク、前記容器又は前記井戸から前記生物処理タンクまで戻すように搬送するポンプも有する、請求項２５又は請求項２６記載のメンブレンプラント。
【請求項２８】
排水又は水を処理する、請求項２３乃至請求項２７のいずれかに記載のメンブレンプラントの使用方法。
【請求項２９】
請求項１４乃至請求項１７記載のメンブレンシステムの少なくとも一つを有するプレート部材又はフレーム部材。
【請求項３０】
請求項１４乃至請求項１７記載のメンブレンシステムの少なくとも一つを有するメンブレンバイオリアクタ。
【国際調査報告】
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