分離膜元件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種分離膜元件，其能夠?qū)崿F(xiàn)每單位膜面積的滲透物體積的增加和每個(gè)分離膜元件的新鮮水產(chǎn)生體積的增加。該分離膜元件提供有：水收集管、具有進(jìn)料側(cè)表面和滲透物側(cè)表面的分離膜主體、進(jìn)料側(cè)流流路材料；和滲透物側(cè)流流路材料。所述分離膜主體、所述進(jìn)料側(cè)流流路材料和所述滲透物側(cè)流流路材料圍繞所述水收集管呈螺旋狀纏繞。滲透物側(cè)流流路材料的多個(gè)塊在第一方向不連續(xù)地提供在所述分離膜主體的滲透物側(cè)表面上，所述第一方向是所述水收集管的縱向方向。所述進(jìn)料側(cè)流流路材料的厚度是0.15-0.5mm。
【專利說(shuō)明】分離膜元件

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及用于分離流體(例如，液體或氣體）中所含的組分的分離膜元件。

【背景技術(shù)】
[0002] 存在多種用于分離流體(例如，液體或氣體)中所含的組分的方法。例如，就除去海 水、半咸水等中所含的離子物質(zhì)的技術(shù)而言，通過(guò)分離膜元件實(shí)現(xiàn)的分離方法近年來(lái)逐漸 被用作節(jié)省能源且節(jié)省資源的方法。按照孔徑和分離功能，將用在通過(guò)分離膜元件實(shí)現(xiàn)的 分離方法中的分離膜分類成微濾膜、超濾膜、納米過(guò)濾膜、反滲透膜、正滲透膜等，并且將這 些膜用于例如從海水、半咸水、含有有害物質(zhì)的水等制備飲用水，用于制備工業(yè)超純水，用 于廢水處理，或用于回收有價(jià)值的物質(zhì)。
[0003] 在膜分離元件中，將原料流體供應(yīng)至分離膜的一個(gè)表面，并通過(guò)另一個(gè)表面得到 透過(guò)流體。通過(guò)使大量分離膜成束并將該束合并成分離膜元件，可以增加每個(gè)分離膜元件 的膜面積，并因此可以增加每個(gè)分離膜元件產(chǎn)生的透過(guò)流體的量。作為分離膜元件，到目前 為止已經(jīng)提出了多種形式諸如螺旋型、中空纖維型、板框型、旋轉(zhuǎn)平膜型和平膜整合型。
[0004] 例如，用于反滲透過(guò)濾的流體分離膜元件包括：進(jìn)料側(cè)流路材料，其用于將原料流 體供應(yīng)至分離膜表面；分離膜，其用于分離原料流體中所含的組分；和滲透物側(cè)流路材料， 其用于向中央管引入穿過(guò)分離膜并與進(jìn)料流體分離的透過(guò)流體。使用聚合物制成的網(wǎng)等作 為進(jìn)料側(cè)流路材料，并使用具有比進(jìn)料側(cè)流路材料的間隔更狹窄的間隔的編織物部件(被 稱作經(jīng)編針織物）作為滲透物側(cè)流路材料，用于防止分離膜沉陷和形成滲透物側(cè)流動(dòng)路徑 的目的。分離膜與滲透物側(cè)流路材料交疊并與所述滲透物側(cè)流路材料的兩個(gè)表面粘合，由 此形成信封形膜。所述信封形膜的內(nèi)側(cè)形成透過(guò)流體的流動(dòng)路徑。信封形膜與進(jìn)料側(cè)流路 材料交替地堆疊，并且在將開放側(cè)上的預(yù)定部分粘附至水收集管的周圍表面以后，圍繞所 述管呈螺旋狀纏繞。
[0005] 為了提供高效分離膜元件，已經(jīng)提出增加分離膜的負(fù)載效率。例如，在專利文獻(xiàn)1 中，已經(jīng)提出了具有0. 1-0. 5 mm厚度的進(jìn)料側(cè)流路材料。另外，在專利文獻(xiàn)2中，已經(jīng)提出 了部分地具有大厚度的原料水流路材料。
[0006] 此外，已經(jīng)提出通過(guò)減小滲透?jìng)?cè)上的流阻來(lái)增加用分離膜元件產(chǎn)生的滲透物的 量。在專利文獻(xiàn)3中，已經(jīng)提出粗糙片狀材料作為滲透物側(cè)流路材料。在專利文獻(xiàn)4中，將 不連續(xù)滲透物側(cè)流路材料排列在膜的背表面?zhèn)壬稀?br> [0007]

【背景技術(shù)】文件 專利文獻(xiàn) 專利文獻(xiàn) 1 JP-A-10-230140 專利文獻(xiàn) 2 JP-A-2000-237554 專利文獻(xiàn) 3 JP-A-2006-247453 專利文獻(xiàn) 4 :W0 2011/152484。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明要解決的問(wèn)題 使用薄進(jìn)料側(cè)流路材料可以增加分離膜的負(fù)載效率，但是由于狹窄的進(jìn)料側(cè)流動(dòng)路 徑，進(jìn)料側(cè)流動(dòng)路徑的壓力降會(huì)增加。因此，在專利文獻(xiàn)1和2的技術(shù)中，即使可以增加分 離膜的負(fù)載效率，但是分離膜元件中的壓力降變大，且因此，每單位膜面積的滲透物的量下 降。
[0009] 另外，專利文獻(xiàn)3的技術(shù)不足以有效地減小滲透物側(cè)流路材料的流阻，并且增加 每單位膜面積的滲透物的量的效應(yīng)較低。根據(jù)專利文獻(xiàn)4的方法，滲透物側(cè)流路材料的流 阻極大地減小，且因此，每單位膜面積的滲透物的量增加，但是由于進(jìn)料側(cè)流路材料的厚度 較大，增加每個(gè)分離膜元件的水產(chǎn)生速率的效應(yīng)是不足夠的。
[0010] 本發(fā)明的一個(gè)目的是，提供一種分離膜元件，其能夠?qū)崿F(xiàn)每單位膜面積的滲透物 的量的增加和每個(gè)分離膜元件的水產(chǎn)生速率的增加。
[0011] 解決問(wèn)題的手段 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明具有下述結(jié)構(gòu)（1)至（11)。
[0012] (1) 一種分離膜元件，其包括：水收集管、具有進(jìn)料側(cè)面和滲透物側(cè)面的分離膜主 體、進(jìn)料側(cè)槽型材料和滲透物側(cè)流路材料，其中所述分離膜主體、所述進(jìn)料側(cè)流路材料和所 述滲透物側(cè)流路材料圍繞所述水收集管呈螺旋狀纏繞，多個(gè)所述滲透物側(cè)流路材料沿著第 一方向不連續(xù)地提供在所述分離膜主體的滲透物側(cè)面上，所述第一方向是所述水收集管的 縱向方向，且所述進(jìn)料側(cè)流路材料具有〇. 15-0. 5 mm的厚度。
[0013] (2)根據(jù)（1)所述的分離膜元件，其中所述分離膜主體在所述第一方向上的長(zhǎng)度 是 100-350 mm。
[0014] (3)根據(jù)（1)或（2)所述的分離膜元件，其中所述分離膜主體在與所述第一方向垂 直的第二方向上的長(zhǎng)度是500-1，700 mm。
[0015] (4)根據(jù)⑴至⑶中的任一項(xiàng)所述的分離膜元件，其中所述滲透物側(cè)流路材料流 路材料具有0. 12-0. 4 mm的厚度。
[0016] (5)根據(jù)（1)至（4)中的任一項(xiàng)所述的分離膜元件，其中沿著所述第一方向彼此鄰 近的所述滲透物側(cè)流路材料之間的間隔是〇. 2-1. 5 mm。
[0017] (6)根據(jù)（1)至（5)中的任一項(xiàng)所述的分離膜元件，其中所述進(jìn)料側(cè)流路材料的厚 度和所述滲透物側(cè)流路材料的厚度的總和是〇. 4-0. 75 mm。
[0018] (7)根據(jù)（1)至（6)中的任一項(xiàng)所述的分離膜元件，其中所述進(jìn)料側(cè)流路材料具有 多個(gè)彼此交叉的纖維，且在所述第一方向上所述纖維的交點(diǎn)之間的間隔是1. 5-8 mm。
[0019] (8)根據(jù)（7)所述的分離膜元件，其中所述纖維相對(duì)于所述第一方向以20°至 60°或以-60°至-20°傾斜。
[0020] (9)根據(jù)（1)所述的分離膜元件，其中所述分離膜主體在所述第一方向上的 長(zhǎng)度是220-260 mm，所述分離膜主體在與所述第一方向垂直的第二方向上的長(zhǎng)度是 1，000-1，700 mm，且所述分離膜主體的塊數(shù)是1。
[0021] (10)根據(jù)（1)所述的分離膜元件，其中所述分離膜主體在所述第一方向上的長(zhǎng)度 是220-260 mm，所述分離膜主體在與所述第一方向垂直的第二方向上的長(zhǎng)度是500-1，000 mm，且所述分離膜主體的塊數(shù)是2。
[0022] (11)根據(jù)（1)所述的分離膜元件，其中所述分離膜主體在所述第一方向上的長(zhǎng) 度是220-260 mm，所述分離膜主體在與所述第一方向垂直的第二方向上的長(zhǎng)度是350-700 mm，且所述分離膜主體的塊數(shù)是3。
[0023] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn) 根據(jù)本發(fā)明的分離膜元件，所述分離膜元件中的壓力降降低，使得即使在增加分離膜 的負(fù)載效率時(shí)，也可以充分地發(fā)揮分離膜的性能，而不減小每單位膜面積的滲透物的量和 每單位膜面積的滲透物的量，以及可以增加每個(gè)分離膜元件的水產(chǎn)生速率。
[0024] 附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明 圖1是分離膜的平面圖，所述分離膜具有在所述分離膜的寬度方向不連續(xù)地提供的滲 透物側(cè)流路材料。
[0025] 圖2是在圖1中描繪的分離膜的橫截面視圖。
[0026] 圖3的放大透視圖顯示了分離膜元件的一個(gè)實(shí)施方案。
[0027] 圖4的放大透視圖顯示了分離膜對(duì)的一個(gè)實(shí)施方案。
[0028] 圖5是顯示進(jìn)料側(cè)流路材料的一種形式（網(wǎng)）的平面圖。
[0029] 圖6是在圖5的箭頭A-A的方向的橫截面視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0030] 在下面詳細(xì)描述了 一個(gè)用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的實(shí)施方案。
[0031] 在該描述中，表述"X含有Y作為主要組分"是指，Y在X中的含量百分比是50重 量％或更多，優(yōu)選70重量％或更多，更優(yōu)選80重量％或更多，仍更優(yōu)選90重量％或更多， 和最優(yōu)選95重量％或更多。在存在多個(gè)來(lái)自Y的組分的情況下，如果所述多個(gè)組分的總量 滿足上述范圍，則它可能是足夠的。
[0032] [1?分離膜] (1-1)概要 分離膜是這樣的膜：其能夠分離供應(yīng)至分離膜表面的流體中的組分，并得到穿過(guò)所述 分離膜的透過(guò)流體。分離膜具有分離膜主體和排列在所述分離膜主體上的流路材料。
[0033] 作為這樣的分離膜的一個(gè)例子，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，如在圖1和2中所 示，分離膜1具有分離膜主體2和滲透物側(cè)流路材料（多個(gè)流路材料）3。分離膜主體2具 有進(jìn)料側(cè)面21和滲透物側(cè)面22。
[0034] 在本發(fā)明的描述中，分離膜主體的"進(jìn)料側(cè)面"是指，所述分離膜主體的2個(gè)面中， 向其供應(yīng)原料流體的側(cè)面上的表面。"滲透物側(cè)面"是指在其相對(duì)側(cè)上的表面。在分離膜主 體具有如后面所述的襯底和分離功能層的情況下，一般而言，在分離功能層側(cè)上的面是進(jìn) 料側(cè)面或前側(cè)，且在襯底側(cè)上的面是滲透物側(cè)面或后側(cè)。
[0035] 流路材料3提供在分離膜主體2的滲透物側(cè)面22上，以形成滲透物側(cè)流動(dòng)路徑 (流動(dòng)路徑）5。在后面詳細(xì)地描述分離膜1的各個(gè)部件。
[0036]在圖中，描繪了 X-軸、y_軸和z-軸的方向軸。X-軸有時(shí)被稱作第一方向，y_軸 有時(shí)被稱作第二方向。如在圖3和4中所示，分離膜主體2具有矩形的形狀，且第一方向和 第二方向與分離膜主體2的外邊緣平行。第一方向有時(shí)被稱作寬度方向，第二方向有時(shí)被 稱作縱向方向。
[0037] (1-2)分離膜主體 〈概要〉 作為分離膜主體，使用具有適合于使用方法、目的等的分離性能的膜。分離膜主體可以 由單個(gè)層形成，或可以是具有分離功能層和襯底的復(fù)合膜。在復(fù)合膜中，可以在分離功能層 和襯底之間提供多孔支持層。
[0038]〈分離功能層〉 分離功能層的厚度不限于特定數(shù)值，但是考慮到分離性能和滲透性能，優(yōu)選地是5-3, 000 nm。尤其是，在反滲透膜、正滲透膜和納米過(guò)濾膜中，其厚度優(yōu)選地是5-300 nm。 [0039]按照用于測(cè)量分離膜厚度的常規(guī)方法，可以測(cè)量分離功能層的厚度。例如，將分離 膜包埋在樹脂中，并切片以產(chǎn)生超薄切片，并對(duì)得到的切片進(jìn)行處理諸如染色，然后用透射 電子顯微鏡觀察，由此可以測(cè)量厚度。在分離功能層具有隆凸結(jié)構(gòu)的情況下，在位于多孔支 持層上方的隆凸結(jié)構(gòu)的橫截面縱向方向以50 nm的間隔并通過(guò)在20個(gè)隆凸上測(cè)量來(lái)測(cè)量 厚度，從其平均值可以確定厚度。
[0040]分離功能層可以是具有分離功能和支持功能的層，或者可以僅具有分離功能。"分 離功能層"指示至少具有分離功能的層。
[0041] 在分離功能層具有分離功能和支持功能的情況下，含有纖維素、聚偏氟乙烯、聚醚 砜或聚砜作為主要組分的層優(yōu)選地用作分離功能層。
[0042] 另一方面，交聯(lián)聚合物優(yōu)選地用作分離功能層，因?yàn)榭讖揭子诳刂魄夷途眯詢?yōu)良。 具體地，從原料流體中的組分的分離性能為優(yōu)良的觀點(diǎn)看，適當(dāng)?shù)厥褂猛ㄟ^(guò)多功能胺和多 功能酰鹵的縮聚作用形成的聚酰胺分離功能層、有機(jī)_無(wú)機(jī)雜化功能層等。這樣的分離功 能層可以通過(guò)多孔支持層上的單體的縮聚作用來(lái)得到。
[0043]例如，分離功能層可以含有聚酰胺作為主要組分。通過(guò)根據(jù)已知方法執(zhí)行多功能 胺和多功能酰鹵的界面縮聚作用，可以形成這樣的膜。例如，將水性多功能胺溶液施加于多 孔支持層，用氣刀等除去多余的水性胺溶液，此后，施加含有多功能酰鹵的有機(jī)溶劑溶液， 由此得到聚酰胺分離功能層。
[0044]另外，分離功能層可以具有含有Si元素等的有機(jī)_無(wú)機(jī)雜化結(jié)構(gòu)。具有有機(jī)-無(wú) 機(jī)雜化結(jié)構(gòu)的分離功能層可以含有例如下述化合物（A)和（B): (A)硅化合物，其中使含有烯屬不飽和基團(tuán)的反應(yīng)基團(tuán)和可水解基團(tuán)與硅原子直接鍵 合，和 ⑶一種化合物，其是除了化合物（A)以外的化合物，并且具有烯屬不飽和基團(tuán)。
[0045]具體地，分離功能層可以含有化合物（A)的可水解基團(tuán)的縮合產(chǎn)物和化合物（A) 和/或（B)的烯屬不飽和基團(tuán)的聚合產(chǎn)物。也就是說(shuō)，分離功能層可以含有至少一種選自 以下的聚合產(chǎn)物： 通過(guò)僅縮合和/或聚合化合物（A)而形成的聚合產(chǎn)物， 通過(guò)僅聚合化合物（B)而形成的聚合產(chǎn)物，和 化合物（A)和化合物（B)的共聚產(chǎn)物。
[0046] 此外，所述聚合產(chǎn)物包括縮合物。在化合物（A)和化合物（B)的共聚物中，化合物 (A)可以通過(guò)可水解基團(tuán)進(jìn)行縮合。
[0047] 所述雜化結(jié)構(gòu)可以通過(guò)已知方法形成。用于形成雜化結(jié)構(gòu)的方法的一個(gè)例子如 下。將含有化合物（A)和化合物（B)的反應(yīng)溶液施加于多孔支持層上。除去多余的反應(yīng)溶 液，然后可以進(jìn)行熱處理，從而使可水解基團(tuán)縮合。作為使化合物（A)和（B)的烯屬不飽和 基團(tuán)聚合的方法，可以進(jìn)行熱處理、電磁波輻照、電子束輻照或等離子體輻照。為了增加聚 合速率的目的，可以在形成分離功能層時(shí)加入聚合引發(fā)劑、聚合促進(jìn)劑等。
[0048] 在所有分離功能層中，可以在使用之前用例如含醇的水溶液或水性堿溶液使膜表 面親水化。
[0049]〈多孔支持層〉 多孔支持層是支持分離功能層的層，并且多孔樹脂層是它的另一個(gè)名稱。
[0050] 用于多孔支持層的材料及其形狀沒(méi)有特別限制，但是該層可以形成在襯底上，例 如，通過(guò)使用多孔樹脂。將聚砜、醋酸纖維素、聚氯乙烯、環(huán)氧樹脂及其混合物或?qū)訅翰牧嫌?于多孔支持層，且優(yōu)選的是使用聚砜，所述聚砜是化學(xué)上、機(jī)械學(xué)上和熱學(xué)上非常穩(wěn)定的， 并促進(jìn)孔徑調(diào)節(jié)。
[0051]多孔支持層給分離膜賦予機(jī)械強(qiáng)度，并且與分離膜不同的是，對(duì)于具有小分子尺 寸的組分(諸如離子)而言不具有分離性能。多孔支持層的孔在它的大小和分布方面沒(méi)有特 別限制，但是多孔支持層可以具有均勻的且細(xì)小的孔，或可以具有這樣的孔尺寸分布：其中 孔徑從分離功能層形成側(cè)上的表面至另一個(gè)表面逐漸增加。在任一種情況下，使用原子力 顯微鏡、電子顯微鏡等在分離功能層形成側(cè)表面上測(cè)得的細(xì)孔的投影面積等同圓直徑優(yōu)選 地是1-100 nm。最重要的是，考慮到界面聚合反應(yīng)性和分離功能層的保持，多孔支持層的分 離功能層形成側(cè)表面上的孔優(yōu)選地具有3-50 nm的投影面積等同圓直徑。
[0052] 多孔支持層的厚度沒(méi)有特別限制，但是由于某種原因(例如，給分離膜賦予強(qiáng)度)， 厚度優(yōu)選地是20-500 iim，更優(yōu)選地是30-300 iim。
[0053] 通過(guò)掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡或原子力顯微鏡，可以觀察多孔支持層的 結(jié)構(gòu)。例如，在通過(guò)掃描電子顯微鏡進(jìn)行觀察時(shí)，將多孔支持層從襯底剝離，然后通過(guò)冷 凍-切割方法進(jìn)行切割，以得到用于橫截面觀察的樣品。給該樣品薄薄地涂布鉬、鉬-鈀 或四氯化釕，優(yōu)選四氯化釕，然后通過(guò)高分辨率場(chǎng)致發(fā)射掃描電子顯微鏡（UHR-FE-SEM)在 3-6 kV的加速電壓進(jìn)行觀察。關(guān)于高分辨率場(chǎng)致發(fā)射掃描電子顯微鏡，例如，可以使用由 Hitachi，Ltd.制造的S-900型電子顯微鏡?；诘玫降碾娮语@微照片，可以測(cè)量多孔支持 層的膜厚度和表面的投影面積等同圓直徑。
[0054] 多孔支持層的厚度和孔徑是平均值。多孔支持層的厚度是如下得到的20個(gè)點(diǎn)的 平均值：在橫截面觀察中，在與厚度方向垂直的方向以20 的間隔測(cè)量厚度?？讖绞窃?200個(gè)孔上測(cè)量的各個(gè)投影面積等同圓直徑的平均值。
[0055] 下面描述用于形成多孔支持層的方法?？梢匀缦轮苽涠嗫字С謱樱豪?，將聚砜的 N，N-二甲基甲酰胺（在下文中被稱作DMF)溶液澆鑄在后面描述的襯底(例如，稠密地織造 的聚酯編織物或非織造編織物）上達(dá)到特定厚度，并在水中濕法凝固所述溶液。
[0056]根據(jù)在"Office of Saline Water Research and Development Progress R印ort"，第359期（1968)中描述的方法，可以形成多孔支持層。在這里，可以調(diào)節(jié)聚合物 濃度、溶劑溫度和不良溶劑，從而得到期望的結(jié)構(gòu)。
[0057] 例如，將預(yù)定量的聚砜溶解在DMF中以制備具有預(yù)定濃度的聚砜樹脂溶液。隨后， 將該聚砜樹脂溶液在襯底(包括聚酯編織物或非織造編織物）上涂布至基本上恒定的厚度， 并且在空氣中除去表面上的溶劑一定時(shí)間以后，使聚砜在凝固溶液中凝固，由此可以得到 多孔支持層。
[0058]〈襯底〉 考慮到分離膜主體的強(qiáng)度、尺寸穩(wěn)定性等，分離膜主體可以具有襯底。作為襯底，優(yōu)選 地使用纖維襯底，這歸因于它的強(qiáng)度、粗糙度形成能力和流體滲透性。
[0059] 關(guān)于襯底，可以優(yōu)選地使用長(zhǎng)纖維非織造編織物和短纖維非織造編織物。尤其是， 長(zhǎng)纖維非織造編織物具有優(yōu)良膜成形性，且因此使得以下目的成為可能：防止高分子聚合 物的溶液在澆鑄所述溶液時(shí)過(guò)度浸潤(rùn)以到達(dá)后表面，防止多孔支持層剝離，防止膜由于襯 底的起毛而變得不均勻，和防止缺陷(諸如針孔)的產(chǎn)生。另外，當(dāng)襯底包括從熱塑性連續(xù)纖 絲形成的長(zhǎng)纖維非織造編織物(與短纖維非織造編織物相比）時(shí)，可以防止在澆鑄聚合物溶 液時(shí)由纖維起毛造成的膜歧化作用（disproportionation)和缺陷產(chǎn)生。此外，由于在連續(xù) 制備分離膜時(shí)在機(jī)器方向施加張力，在尺寸穩(wěn)定性方面優(yōu)良的長(zhǎng)纖維非織造編織物優(yōu)選地 用作襯底。
[0060] 在長(zhǎng)纖維非織造編織物中，從可成形性和強(qiáng)度的觀點(diǎn)看，與在多孔支持層側(cè)上的 表面層中的纖維相比，在多孔支持層的相對(duì)表面層中的纖維優(yōu)選地具有更高程度的縱向取 向。該結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)在于，不僅實(shí)現(xiàn)了保持強(qiáng)度由此防止膜破裂等的高效應(yīng)，而且在給分離膜 賦予粗糙度時(shí)會(huì)增強(qiáng)作為層壓材料(包括多孔支持層和襯底）的可成形性，并且穩(wěn)定分離膜 表面的粗糙特性。
[0061] 更具體地，在長(zhǎng)纖維非織造編織物中，在多孔支持層的相對(duì)表面層中的纖維取向 度優(yōu)選地是0°至25°，且與多孔支持層側(cè)上的表面層的纖維取向度的取向度差異優(yōu)選地 是 10。至 90。。
[0062] 分離膜的制備方法或元件的制備方法包括加熱步驟，并且發(fā)生多孔支持層或分離 功能層由于加熱而收縮的現(xiàn)象。具體地，所述收縮在寬度方向是顯著的，在該方向在連續(xù)膜 形成時(shí)沒(méi)有施加張力。由于所述收縮造成關(guān)于尺寸穩(wěn)定性等的問(wèn)題，具有低熱性尺寸變化 速率的襯底是優(yōu)選的。在非織造編織物中，當(dāng)多孔支持層的相對(duì)表面層中的纖維取向度和 多孔支持層側(cè)上的表面層中的纖維取向度之間的差異是10°至90°時(shí)，還可以有利地減 少在寬度方向的熱性變化。
[0063] 纖維取向度是指示構(gòu)成多孔支持層的非織造編織物襯底的纖維方向的指標(biāo)。具體 地，纖維取向度是，相對(duì)于連續(xù)膜形成時(shí)的機(jī)器方向（即，非織造編織物襯底的縱向方向）， 構(gòu)成非織造編織物襯底的纖維的角度的平均值。換而言之，當(dāng)纖維的縱向方向與機(jī)器方向 平行時(shí)，纖維取向度為0°，且當(dāng)纖維的縱向方向與機(jī)器方向正交(即，與非織造編織物襯底 的寬度方向平行)時(shí)，纖維取向度為90°。因此，更接近0°的纖維取向度指示縱向取向，且 更接近90°的纖維取向度指示橫向取向。
[0064] 如下測(cè)量纖維取向度。首先，從非織造編織物隨機(jī)地收集10小塊樣品，并用掃描 電子顯微鏡以100-1，〇〇〇倍的放大率拍攝樣品表面的照片。在拍照的圖像中，從每個(gè)樣品 選擇10根纖維，并通過(guò)將非織造編織物的縱向方向（縱向方向，機(jī)器方向）的角度作為0° 來(lái)測(cè)量角度。也就是說(shuō)，在每一個(gè)非織造編織物上測(cè)量共100根纖維的角度。計(jì)算在100 根纖維上測(cè)量的角度的平均值。通過(guò)將得到的平均值四舍五入至最接近的整數(shù)而得到的值 為纖維取向度。
[0065] 襯底和多孔支持層的總厚度優(yōu)選地設(shè)定至0. 03-0. 3 mm的范圍，更優(yōu)選0. 05-0. 25 mm。
[0066] 在本發(fā)明中，根據(jù)使用的水收集管的尺寸或容納分離膜元件的壓力容器的尺寸， 可以適當(dāng)?shù)剡x擇分離膜主體的合適結(jié)構(gòu)，但是考慮到水生產(chǎn)效率，優(yōu)選地使用一個(gè)具有 220-260 mm的第一方向長(zhǎng)度和1,000-1，700 mm的第二方向長(zhǎng)度的分離膜主體。還優(yōu)選地 使用2個(gè)具有220-260 mm的第一方向長(zhǎng)度和500-1，000 mm的第二方向長(zhǎng)度的分離膜主 體，或使用3個(gè)具有220-260 mm的第一方向長(zhǎng)度和350-700 mm的第二方向長(zhǎng)度的分離膜 主體。
[0067] (1-3)滲透物側(cè)流路材料 如在圖1和2中所示，在分離膜主體2的滲透物側(cè)面22上提供多個(gè)滲透物側(cè)流路材料 (多個(gè)流路材料）3,以形成滲透物側(cè)流動(dòng)路徑5。表述"提供……以形成滲透物側(cè)流動(dòng)路 徑"是指，形成流路材料，使得當(dāng)將所述分離膜并入后面描述的分離膜元件中時(shí)，穿過(guò)分離 膜主體的透過(guò)流體可以到達(dá)水收集管。
[0068] 從在分離膜主體2的滲透物側(cè)面22上形成流動(dòng)路徑5的觀點(diǎn)看，優(yōu)選地至少沿著 第一方向不連續(xù)地提供流路材料3。術(shù)語(yǔ)"不連續(xù)的"指示這樣的結(jié)構(gòu)：其中當(dāng)從分離膜主 體2剝離流路材料3時(shí)，所述多個(gè)流路材料3彼此分離。另一方面，即使當(dāng)從分離膜主體2 分離時(shí)，部件諸如網(wǎng)、經(jīng)編針織物和膜作為一個(gè)整體具有連續(xù)形狀，且因此不是不連續(xù)的。 [0069] 在分離膜主體2上提供的流路材料3的計(jì)劃形狀具體地包括點(diǎn)形狀、顆粒形狀、直 線形形狀、半球形形狀、柱形狀（包括圓柱形柱、棱柱形柱等）、壁形狀等。在一個(gè)分離膜主 體2上提供的多個(gè)直線形或壁形流路材料可以是足夠的，只要它們沒(méi)有排列成彼此相交， 且具體地，所述流路材料可以彼此基本上平行地排列。作為結(jié)構(gòu)"基本上平行地排列"的一 個(gè)例子，可以將流路材料排列成在分離膜上不相交，或鄰近流路材料的縱向方向之間的角 度可以是0°至30°。鄰近流路材料的縱向方向之間的角度優(yōu)選地是0°至15°，更優(yōu)選 0。至 5。。
[0070] 在分離膜主體2上提供的滲透物側(cè)流路材料3由樹脂形成，并且各個(gè)樹脂體的形 狀沒(méi)有特別限制，只要滿足以下條件即可：可以減小透過(guò)流體流動(dòng)路徑的流阻，并且當(dāng)將原 料流體供應(yīng)至或穿過(guò)分離膜元件時(shí)，可以穩(wěn)定流動(dòng)路徑。當(dāng)從與分離膜的滲透物側(cè)面垂直 的方向觀察時(shí)，滲透物側(cè)流路材料的一個(gè)單元的計(jì)劃形狀包括，例如，橢圓形、圓、長(zhǎng)形圓、 梯形、三角形、矩形、正方形、平行四邊形、菱形和不規(guī)則形狀。此外，在與分離膜的平面方向 垂直的橫截面中，滲透物側(cè)流路材料可以具有其中寬度從上部至下部（即，從滲透物側(cè)流 路材料的厚度方向的峰至在其上面提供滲透物側(cè)流路材料的分離膜主體）增加的任意形 狀，其中寬度減小的形狀，和其中寬度恒定的形狀。
[0071] 用于形成在分離膜主體2上提供的滲透物側(cè)流路材料3的方法沒(méi)有特別限制，但 是在連續(xù)形狀的情況下，在分離膜主體的滲透物側(cè)面上堆疊以前加工過(guò)的流路材料的方法 是優(yōu)選的。在不連續(xù)形狀的情況下，使用通過(guò)印刷、噴霧、用施用器涂布、熱熔化加工等將構(gòu) 成滲透物側(cè)流路材料的材料直接排列在分離膜主體的滲透物側(cè)面上的方法。
[0072] 關(guān)于分離膜中的滲透物側(cè)流路材料的厚度，當(dāng)所述厚度較大時(shí)，滲透物側(cè)流動(dòng)路 徑的流阻可能變小，但是能夠纏繞在后面描述的水收集管周圍的膜面積減小。當(dāng)所述厚度 較小時(shí)，能夠被纏繞的膜面積可能增加，但是流阻變大?？紤]到二者之間的平衡，所述滲透 物側(cè)流路材料的厚度優(yōu)選地是0. 12-0. 4 mm,更優(yōu)選0. 16-0. 35 mm,仍更優(yōu)選0. 2-0. 3 mm。 在這樣的范圍內(nèi)，可以確保透過(guò)流體的穩(wěn)定流動(dòng)路徑。
[0073] 所述滲透物側(cè)流路材料的厚度對(duì)應(yīng)于分離膜主體的滲透物側(cè)面和滲透物側(cè)流路 材料之間的高度差。
[0074] 所述滲透物側(cè)流路材料的厚度是如下得到的值：在流路材料3上的30個(gè)或更多 個(gè)部分測(cè)量厚度，并將測(cè)量值平均化。當(dāng)在一個(gè)橫截面中包括的流路材料的數(shù)目是30或更 多時(shí)，可以在一個(gè)橫截面中得到厚度。當(dāng)在一個(gè)橫截面中包括的流路材料3的數(shù)目小于30 時(shí)，可以在多個(gè)橫截面中測(cè)量厚度。
[0075] 如在圖1和2中所示，沿著第一方向彼此鄰近的滲透物側(cè)流路材料3之間的間距 b對(duì)應(yīng)于流動(dòng)路徑5的寬度。大間距的優(yōu)點(diǎn)是，壓力降減小，而小間距的優(yōu)點(diǎn)是，發(fā)生膜沉 降的可能性更低。考慮到二者之間的平衡，所述間距優(yōu)選地是0.2-1. 5 _。在該范圍內(nèi)， 可以防止膜的沉降，且此外可以減小壓力降。所述間距更優(yōu)選地是0.22-1 mm，仍更優(yōu)選 0. 25-0. 6 mm。
[0076] 在一個(gè)流動(dòng)路徑5的寬度在一個(gè)橫截面中不恒定的情況下，也就是說(shuō)，當(dāng)2個(gè)鄰近 流路材料3的側(cè)表面不平行時(shí)，在一個(gè)橫截面測(cè)量一個(gè)流動(dòng)路徑5的最大和最小寬度值的 平均值，并計(jì)算測(cè)量值的平均值。如在圖2中所示，在與第二方向垂直的橫截面中，當(dāng)流路 材料3具有上窄下寬的梯形橫截面形狀時(shí)，測(cè)量2個(gè)鄰近流路材料3的頂部之間的距離及 其底部之間的距離，并計(jì)算其平均值。在橫截面中在任意30個(gè)或更多個(gè)部分處測(cè)量流路材 料3的間距，計(jì)算測(cè)量值的平均值，并進(jìn)一步計(jì)算其算術(shù)平均值，由此得到所述間距的值。
[0077] 流路材料3的寬度d優(yōu)選地是0.2 mm或更多，更優(yōu)選0.3 mm或更多。對(duì)于0.2 _或更多的寬度，甚至當(dāng)在操作分離膜元件的過(guò)程中在流路材料3上施加壓力時(shí)，所述流 路材料可以維持它的形狀并穩(wěn)定地形成滲透物側(cè)流動(dòng)路徑。寬度d優(yōu)選地是2 mm或更小， 更優(yōu)選1.5 mm或更小。對(duì)于2 mm或更小的寬度，可以充分確保滲透物側(cè)流動(dòng)路徑。
[0078] 關(guān)于流路材料3的寬度d，計(jì)算在與第二方向垂直的一個(gè)橫截面中一個(gè)流路材料3 的最大寬度和最小寬度的平均值。更具體地，在其中頂部較窄且底部較寬(如在圖2中所示） 的流路材料3中，測(cè)量所述流路材料的底部寬度和頂部寬度，并計(jì)算測(cè)量值的平均值。在橫 截面中至少在30個(gè)部分處計(jì)算該平均值，并計(jì)算其算術(shù)平均值。
[0079] 在排列滲透物側(cè)流路材料(例如，通過(guò)熱熔化加工）的情況下，通過(guò)改變處理溫度 和選擇的熱熔化樹脂，可以自由地調(diào)節(jié)在滲透物側(cè)面22上提供的滲透物側(cè)流路材料3的厚 度，以滿足分離性能和滲透性能的要求條件。
[0080] 使用商購(gòu)可得的形狀測(cè)量系統(tǒng)等，可以測(cè)量在滲透物側(cè)面22上提供的滲透物側(cè) 流路材料3的厚度。例如，通過(guò)用激光顯微鏡從橫截面測(cè)量厚度等，可以測(cè)量厚度。在有滲 透物側(cè)流路材料存在的任意部分處進(jìn)行測(cè)量，并且將作為各個(gè)厚度值的總和的值除以測(cè)量 部分的總數(shù)，由此可以確定厚度。
[0081] 為了當(dāng)將在滲透物側(cè)面上提供的滲透物側(cè)流路材料3并入分離膜元件中時(shí)得到 透過(guò)流體的良好回收率，可以將滲透物側(cè)流動(dòng)路徑5提供成從分離膜1的一端延續(xù)至另一 端。作為該結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子，沿著第二方向連續(xù)地形成流動(dòng)路徑5。當(dāng)沿著第一方向不連續(xù) 地排列多個(gè)流路材料3時(shí)，形成這樣的流動(dòng)路徑5。
[0082] 更具體地，如在圖3中所示，當(dāng)將分離膜1并入分離膜元件100中時(shí)，將流路材料3 排列成在纏繞方向從內(nèi)側(cè)末端部分延續(xù)至外側(cè)末端部分。在分離膜1中，在纏繞方向的內(nèi) 側(cè)是靠近水收集管8的側(cè)，且在分離膜1中，在纏繞方向的外側(cè)是遠(yuǎn)離水收集管8的側(cè)。如 在圖3中所示，在一個(gè)流路材料3在纏繞方向連續(xù)地提供的情況下，在增壓過(guò)濾時(shí)會(huì)抑制膜 的沉降。膜的沉降是指，膜沉入流動(dòng)路徑中使流動(dòng)路徑變窄。
[0083] 具體地，優(yōu)選地將流路材料3排列成與水收集管8基本上垂直。術(shù)語(yǔ)"基本上垂 直"具體地指示這樣的狀態(tài)：其中水收集管8和流路材料3之間的角度是75°至105°。
[0084] 在滲透物側(cè)面22上提供的流路材料3優(yōu)選地由不同于分離膜主體2的材料形成。 不同材料是指，所述材料的組成不同于分離膜主體2所用的材料的組成。尤其是，流路材 料3的組成優(yōu)選地不同于分離膜主體2的在其上面形成流路材料3的表面（S卩，滲透物側(cè)面 22)的組成，且優(yōu)選地不同于形成分離膜主體2的任何層的組成。
[0085] 構(gòu)成在滲透物側(cè)面22上提供的流路材料3的組分沒(méi)有特別限制，但是考慮到化學(xué) 抗性和壓力抗性，優(yōu)選地是乙烯醋酸乙烯酯共聚物樹脂、聚烯烴諸如聚乙烯和聚丙烯、共聚 的聚烯烴等，并且也可以選擇聚合物諸如聚氨基甲酸酯樹脂和環(huán)氧樹脂。但是，當(dāng)使用熱塑 性樹脂時(shí)，模塑是容易的，且因此，可以使流路材料3的形狀為均勻的。
[0086] 在圖1中，流路材料3的計(jì)劃形狀在縱向方向上是直線的。但是，該流路材料可以 改變成其它形狀，只要流路材料3相對(duì)于分離膜主體2的表面突出并且分離膜元件的期望 作用不受損害即可。也就是說(shuō)，流路材料的平面方向上的形狀可以是彎曲線、波浪線等。另 夕卜，可以使在一個(gè)分離膜中包括的多個(gè)流路材料成形為至少在長(zhǎng)度和寬度中的任一個(gè)上彼 此不同。
[0087]在圖2中，將梯形描繪為流路材料3的橫截面形狀（與第二方向垂直的橫截面的 形狀）。但是，所述流路材料的橫截面形狀可以改變成矩形、半圓、圓、橢圓形或其它形狀。 例如，所述流路材料的形狀可以是直柱、彎曲柱或它們的組合。
[0088]為了穩(wěn)定地形成流動(dòng)路徑5,優(yōu)選的是，當(dāng)在分離膜元件100中增壓分離膜主體2 時(shí)，可以抑制分離膜主體2的沉降。為此目的，分離膜主體2和流路材料3之間的接觸面積 優(yōu)選地是較大，即，與分離膜主體2的面積相對(duì)的流路材料3的面積（在分離膜主體的膜表 面上的投影面積）優(yōu)選地較大。另一方面，為了降低壓力降，流動(dòng)路徑5的橫截面面積優(yōu)選 地較大。另外，就與纏繞方向垂直的方向上的橫截面形狀而言，流路材料3的形狀可以是在 寬度上沒(méi)有變化的直柱。此外，就與纏繞方向垂直的方向上的橫截面形狀而言，所述形狀可 以是具有寬度變化的形狀，諸如梯形的壁形材料、橢圓形柱、橢圓形錐體、四角形角錐或半 球。
[0089]常規(guī)流路材料諸如經(jīng)編針織物是編織材料，因此，在高度上的所有差異不可用作 槽（groove)，但是在流路材料3中，其高度上的所有差異可以用作流動(dòng)路徑5的槽，所以，即 使當(dāng)流路材料3的厚度與經(jīng)編針織物的厚度相同時(shí)，也會(huì)實(shí)現(xiàn)厚度方向上的寬流動(dòng)路徑和 小壓力降，從而導(dǎo)致用膜分離元件產(chǎn)生的水的量的增加。
[0090] 流路材料3可以用流路材料3的組分浸漬分離膜主體2,更具體地是，襯底。當(dāng)將 流路材料3排列在分離膜主體的襯底側(cè)（S卩，滲透物側(cè)面）上并通過(guò)熱熔化方法等從襯底側(cè) 加熱時(shí)，流路材料3的浸漬從分離膜的后側(cè)進(jìn)行至前側(cè)。與浸漬過(guò)程一起，流路材料3和襯 底之間的粘附被強(qiáng)化，且即使在進(jìn)行增壓過(guò)濾時(shí)，所述襯底也不太可能從流路材料3剝離。
[0091] 但是，如果流路材料3的組分滲入襯底并浸漬多孔支持層的分離功能層的鄰域， 那么在進(jìn)行增壓過(guò)濾時(shí)，浸漬流路材料3可能損壞分離功能層。由于該原因，在用流路材料 3的組分浸漬襯底的情況下，流路材料的浸漬厚度與襯底的厚度的比率（即，浸漬比率）優(yōu) 選地是5-95%，更優(yōu)選10-80%，仍更優(yōu)選20-60%。在這里，浸漬厚度是指在一個(gè)橫截面中與 一個(gè)流路材料3對(duì)應(yīng)的浸漬部分的厚度的最大值。
[0092] 可以調(diào)節(jié)流路材料3的浸漬厚度，例如，通過(guò)改變構(gòu)成流路材料3的材料的種類 (更具體地，樹脂的種類）和/或所述材料的量。在通過(guò)熱熔化方法提供流路材料3的情況 下，還可以通過(guò)改變處理溫度等來(lái)調(diào)節(jié)浸漬厚度。
[0093] 在這方面，當(dāng)對(duì)包括流路材料3的浸漬部分的襯底進(jìn)行熱分析(諸如示差掃描量 熱法）并且從歸因于襯底的峰單獨(dú)地得到可歸因于流路材料3的組分的峰時(shí)，可以證實(shí)，所 述襯底被流路材料3浸漬。
[0094] 關(guān)于流路材料3對(duì)襯底的浸漬比率，可以如下計(jì)算流路材料3的浸漬厚度和襯底 厚度：用掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡或原子力顯微鏡，觀察在其中存在流路材料3的 分離膜的橫截面。例如，在用掃描電子顯微鏡觀察的情況下，與流路材料3 -起在深度方向 切割分離膜主體，并通過(guò)用掃描電子顯微鏡觀察橫截面來(lái)測(cè)量浸漬厚度和襯底厚度。然后， 可以從最大浸漬厚度（即，當(dāng)襯底被流路材料最大程度地浸漬時(shí)的厚度）和襯底厚度之間的 比率計(jì)算浸漬比率。此外，當(dāng)計(jì)算浸漬深度時(shí)，"襯底厚度"是與測(cè)得最大浸漬厚度的部分對(duì) 應(yīng)的襯底的厚度。
[0095] [2.分離膜元件] (2-1)概要 如在圖3中所示，分離膜元件100包括水收集管8和分離膜1，所述分離膜1具有上述 結(jié)構(gòu)中的任一種并且圍繞水收集管8的外圍纏繞。另外，分離膜元件100進(jìn)一步包括沒(méi)有 顯示的部件，諸如端板。分離膜元件100是所謂的螺旋型元件。
[0096] (2-2)分離膜 分離膜1圍繞水收集管8的外圍呈螺旋狀纏繞，并且將它的寬度方向排列成沿著水收 集管8的縱向方向延伸。所以，將分離膜1排列成使得它的縱向方向沿著纏繞方向延伸。
[0097]因此，在構(gòu)成分離膜1的分離膜主體2的滲透物側(cè)面22中，至少沿著水收集管8 的縱向方向不連續(xù)地排列作為壁形部件的流路材料3。換而言之，形成流動(dòng)路徑5,以在纏 繞方向從分離膜1的外側(cè)末端部分持續(xù)至內(nèi)側(cè)末端部分。所以，滲透物容易地到達(dá)水收集 管8的中央管，S卩，減小流阻，且因此，得到高水產(chǎn)生速率。
[0098] "在纏繞方向上的內(nèi)側(cè)"和"在纏繞方向上的外側(cè)"如在圖3中所示。也就是說(shuō)，"在 纏繞方向上的內(nèi)側(cè)"和"在纏繞方向上的外側(cè)"分別對(duì)應(yīng)于分離膜1中接近水收集管8的末 端部分和遠(yuǎn)離所述水收集管的末端部分。
[0099] 如上所述，流路材料不需要到達(dá)分離膜的邊緣，且因此，例如，流路材料不需要提 供在信封形膜在纏繞方向上的外側(cè)末端部分以及信封形膜在水收集管的縱向方向上的末 端部分。
[0100] 如在圖4中所示，分離膜形成分離膜對(duì)4。如下排列分離膜1 :將進(jìn)料側(cè)面21排列 成隔著進(jìn)料側(cè)流路材料6面向另一個(gè)分離膜7的進(jìn)料側(cè)面71。在分離膜元件100中，在彼 此面向的分離膜的進(jìn)料側(cè)面之間形成進(jìn)料側(cè)流動(dòng)路徑，并在其滲透物側(cè)面之間形成滲透物 側(cè)流動(dòng)路徑。
[0101] 另外，將未顯示的另一個(gè)分離膜進(jìn)一步堆疊在分離膜1上，以與分離膜1 一起形成 信封形膜。所述信封形膜是通過(guò)使?jié)B透物側(cè)面排列成彼此面向而組合的2個(gè)分離膜的集 合。信封形膜具有矩形的形狀，其中滲透物側(cè)面之間的空間僅在纏繞方向上的內(nèi)側(cè)一側(cè)敞 開，并在其它3個(gè)側(cè)密封，使得滲透物可以流入水收集管8中。以此方式，分離膜與面向內(nèi) 的滲透物側(cè)面一起形成信封形膜。信封形膜從進(jìn)料水分離出滲透物。
[0102] 密封的方式包括用粘合劑、熱熔化等粘附，通過(guò)加熱、激光等熔合，和橡膠制成的 片的插入。尤其是，通過(guò)粘附進(jìn)行的密封是最簡(jiǎn)單的和高效的，且因此是優(yōu)選的。
[0103]在分離膜的進(jìn)料側(cè)面上，通過(guò)折疊或密封來(lái)封閉在纏繞方向上的內(nèi)側(cè)末端部分。 當(dāng)沒(méi)有折疊而是密封分離膜的進(jìn)料側(cè)面時(shí)，在分離膜的末端部分處發(fā)生偏轉(zhuǎn)的可能性更 小。因?yàn)橐种破D(zhuǎn)在折疊附近的發(fā)生，可以防止在纏繞時(shí)在分離膜之間形成空氣隙和由于 所述空氣隙而產(chǎn)生的滲漏。
[0104] 彼此面向的分離膜可以具有相同的結(jié)構(gòu)，或可以具有不同的結(jié)構(gòu)。更具體地，下述 情況是足夠的：將上述的滲透物側(cè)流路材料提供在分離膜元件的2個(gè)相對(duì)的滲透物側(cè)面中 的至少一個(gè)表面上，且因此，可以交替地堆疊具有滲透物側(cè)流路材料的分離膜和不具有流 路材料的分離膜。但是，為了解釋的方便，在分離膜元件和與其有關(guān)的部件的描述中，"分離 膜"包括不具有滲透物側(cè)流路材料的分離膜（例如，具有與分離膜主體相同結(jié)構(gòu)的膜）。
[0105]在滲透物側(cè)面或進(jìn)料側(cè)面上，彼此面向的分離膜可以是2個(gè)不同的分離膜，或可 以是被折疊的一個(gè)膜。
[0106] 根據(jù)使用的壓力容器的尺寸，確定分離膜的寬度（第一方向長(zhǎng)度）。隨著分離膜的 寬度變小，進(jìn)料側(cè)流路材料的長(zhǎng)度變短，且因此，進(jìn)料側(cè)流路材料中的壓力降減小。在本發(fā) 明的實(shí)施方案中，分離膜的寬度優(yōu)選地是350 _或更小。分離膜的寬度的下限沒(méi)有特別限 制，但是分離膜的寬度是例如100 mm或更多。
[0107] 關(guān)于分離膜的長(zhǎng)度（第二方向長(zhǎng)度），根據(jù)使用的壓力容器的直徑適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)分 離膜的數(shù)目和分離膜的長(zhǎng)度。隨著分離膜的長(zhǎng)度變短，滲透物側(cè)流路材料的長(zhǎng)度變短，且因 此，滲透物側(cè)流動(dòng)路徑中的壓力降減小。分離膜的長(zhǎng)度優(yōu)選地是1，500 mm或更小。并且， 隨著分離膜的數(shù)目增加，分離膜的長(zhǎng)度可以變短。由于該原因，當(dāng)分離膜元件的側(cè)表面具有 2英寸直徑的尺寸時(shí)，在一個(gè)分離膜元件中的分離膜的數(shù)目?jī)?yōu)選地是1或更多。
[0108] 另一方面，當(dāng)分離膜的數(shù)目較大時(shí)，膜之間的粘附面積增加，且因此，實(shí)質(zhì)上作為 分離膜起作用的有效膜表面減小。因此，在本發(fā)明的實(shí)施方案中，分離膜的長(zhǎng)度優(yōu)選地是 500 mm或更多。在分離膜的長(zhǎng)度是500 mm或更多的情況下，當(dāng)分離膜元件的側(cè)表面具有2 英寸直徑的尺寸時(shí)，在一個(gè)分離膜元件中的分離膜的數(shù)目可以是3或更少。
[0109] 此外，本文中使用的分離膜的寬度和長(zhǎng)度包括在其上面施加粘合劑的部分的寬度 和長(zhǎng)度。
[0110] (2-3)水收集管 可以以任意方式構(gòu)造水收集管8,只要滲透物在其中流動(dòng)即可，并且其材料、形狀、大小 等沒(méi)有特別限制。作為水收集管8,例如，使用具有側(cè)表面的圓柱形部件，所述側(cè)表面具有在 其中提供的多個(gè)孔（未顯示），如在圖3中所示。
[0111] (2_4)進(jìn)料側(cè)流路材料 分離膜元件可以具有排列成面向分離膜主體的進(jìn)料側(cè)面的進(jìn)料側(cè)流路材料（參見(jiàn)，圖 4)。在以下情況下，進(jìn)料側(cè)流路材料6可能是足夠的：它被形成以建立用于將原料流體供應(yīng) 至分離膜主體2的流動(dòng)路徑，并且優(yōu)選地提供該流路材料以擾亂原料流體的流動(dòng)，從而抑 制原料流體的濃差極化。
[0112] 作為進(jìn)料側(cè)流路材料，使用具有連續(xù)形狀的部件，諸如薄膜和網(wǎng)。尤其是，從確保 原料流體的流動(dòng)路徑和抑制濃差極化的觀點(diǎn)看，優(yōu)選地使用網(wǎng)。
[0113] 在進(jìn)料側(cè)流動(dòng)路徑中，穿過(guò)的流體的量大于滲透物側(cè)流動(dòng)路徑中的量且因此，最 重要的是降低壓力降，盡管流動(dòng)路徑的穩(wěn)定形成也是重要的。由于該原因，進(jìn)料側(cè)流路材料 的投影面積比優(yōu)選地是〇. 03-0. 5,更優(yōu)選0. 1-0. 4,仍更優(yōu)選0. 15-0. 35。
[0114] 圖5和6顯示了網(wǎng)作為進(jìn)料側(cè)流路材料6的一個(gè)例子。網(wǎng)的進(jìn)料側(cè)流路材料6由 多個(gè)纖維61構(gòu)成。所述多個(gè)纖維61在交點(diǎn)62處彼此相交。
[0115] 由于進(jìn)料側(cè)流路材料中的纖維的交點(diǎn)間隔較寬，可以減小壓力降，但是進(jìn)料側(cè)流 路材料的剛度變低。當(dāng)交點(diǎn)間隔變窄時(shí)，可以增加進(jìn)料側(cè)流路材料的剛度，但是壓力降變 大?？紤]到二者之間的平衡，在進(jìn)料流體（原料流體）流動(dòng)方向（第一方向）上的纖維的 交點(diǎn)間隔優(yōu)選地是1. 5-8 mm,更優(yōu)選1. 8-5 mm。
[0116] 在圖5所示的進(jìn)料側(cè)流路材料6中，由于纖維61相對(duì)于進(jìn)料流體流動(dòng)方向（對(duì)應(yīng) 于圖5中的第一方向）的傾斜角較低，可以減小壓力降，但是剛度變低。當(dāng)傾斜角較高時(shí)， 可以增加剛度，但是壓力降變大?？紤]到二者之間的平衡，纖維61相對(duì)于進(jìn)料側(cè)流路材料 的進(jìn)料流體流動(dòng)方向的傾斜角優(yōu)選地是20°至60°或-60°至-20°，更優(yōu)選30°至55° 或-55°至-30°。相對(duì)于進(jìn)料流體流動(dòng)方向在正方向傾斜的纖維的傾斜角和在負(fù)方向傾 斜的纖維的傾斜角可以是相同的或不同的，只要它是20°至60°或-60°至-20°即可。
[0117] 纖維61是構(gòu)成網(wǎng)的纖維的一個(gè)例子，并且可以是絞合的或未絞合的纖維，并且如 果它具有長(zhǎng)、薄形狀則可以是足夠的。只要可以形成呈預(yù)定形狀的進(jìn)料側(cè)流路材料并且可 以維持剛度，纖維的橫截面形狀沒(méi)有特別限制，且可以是橢圓形、圓或多邊形諸如三角形或 四角形。
[0118] 所述進(jìn)料側(cè)流路材料的厚度是最大厚度，并且在網(wǎng)中指示纖維的交點(diǎn)部分的厚度 T，如在圖6中所示。進(jìn)料側(cè)流路材料的大厚度可以導(dǎo)致小壓力降，但是當(dāng)形成元件時(shí)，即， 當(dāng)形成分離膜元件時(shí)，能夠裝入容器（壓榨機(jī)容器）中的膜面積變小。小厚度可以導(dǎo)致當(dāng) 形成元件時(shí)能夠裝入容器中的大膜面積，但是進(jìn)料側(cè)流動(dòng)路徑的壓力降變大。在本發(fā)明的 一個(gè)實(shí)施方案的分離膜元件中，所述進(jìn)料側(cè)流路材料的厚度優(yōu)選地是〇. 15-0. 5 mm，更優(yōu)選 0. 25-0. 45 mm。
[0119] 所述滲透物側(cè)流路材料的厚度和所述進(jìn)料側(cè)流路材料的厚度的總和優(yōu)選地是 0.4-0. 75 mm，更優(yōu)選0.5-0. 7 mm，從而增加裝入膜面積和減小分離膜元件中的壓力降。
[0120] 進(jìn)料側(cè)流路材料的材料沒(méi)有特別限制，只要可以維持作為進(jìn)料側(cè)流路材料的剛度 即可，并且當(dāng)形成膜葉或分離膜元件時(shí)，膜表面沒(méi)有刮痕，并且所述材料可以與分離膜的材 料相同或不同。例如，優(yōu)選地使用聚乙烯和聚丙烯。膜葉（有時(shí)被簡(jiǎn)稱作"葉"）是2個(gè)分 離膜的集合，所述分離膜被切成適合于并入元件中的長(zhǎng)度并且通過(guò)使進(jìn)料側(cè)面排列成彼此 面向而配對(duì)（或?qū)⒁粋€(gè)分離膜折疊成進(jìn)料側(cè)面在內(nèi)部）。在膜葉中，將進(jìn)料側(cè)流路材料夾在 分離膜之間。
[0121] (2-5)滲透物側(cè)流動(dòng)路徑 如上所述，通過(guò)在分離膜主體上提供滲透物側(cè)流路材料，形成滲透物側(cè)流動(dòng)路徑。
[0122] [3?分離膜元件的制備方法] 在分離膜元件的制備中，可以使用常規(guī)元件制備設(shè)備。關(guān)于元件制備方法，可以使用在 參考文獻(xiàn)（JP-B_44-14216、JP-B-4-11928和JP-A-11-226366)中描述的方法。細(xì)節(jié)如下。
[0123] (3-1)分離膜主體的制備 分離膜主體的制備方法如上所述，但是簡(jiǎn)介如下。
[0124]將樹脂溶解在良好溶劑中，將得到的樹脂溶液澆鑄在襯底上并浸入純水中，以使 多孔支持層與襯底結(jié)合。此后，如上所述，在多孔支持層上形成分離功能層。此外，如果需 要的話，用氯、酸、堿、亞硝酸等進(jìn)行化學(xué)處理，從而增強(qiáng)分離性能和滲透性能，然后，洗掉單 體等以產(chǎn)生分離膜主體的連續(xù)片。
[0125] (3-2)滲透物側(cè)流動(dòng)路徑的形成 如上所述，通過(guò)在分離膜主體上提供的滲透物側(cè)流路材料，形成滲透物側(cè)流動(dòng)路徑。用 于排列流路材料的方法沒(méi)有特別限制，但是可以使用滾筒型涂布器、噴嘴型熱熔化施用器、 噴霧型熱熔化施用器、平噴嘴型熱熔化施用器、凹版印刷方法、擠出涂布器、印刷、噴霧等。
[0126] (3-3)進(jìn)料側(cè)流路材料的排列 在進(jìn)料側(cè)流路材料是連續(xù)形成的部件諸如網(wǎng)的情況下，通過(guò)在分離膜上疊加進(jìn)料側(cè)流 路材料可以形成進(jìn)料側(cè)流動(dòng)路徑。
[0127]另外，通過(guò)將樹脂直接施加于分離膜，可以形成具有不連續(xù)或連續(xù)形狀的進(jìn)料側(cè) 流路材料。在通過(guò)附著于分離膜主體的進(jìn)料側(cè)流路材料而形成流動(dòng)路徑的情況下，也可以 將進(jìn)料側(cè)流路材料的排列視作分離膜的制備方法的一部分。
[0128]通過(guò)加工分離膜主體以提供粗糙度，也可以形成流動(dòng)路徑。用于加工以提供粗糙 度的方法包括浮雕、液壓成形和壓延。根據(jù)分離膜元件所需的性能等，可以適當(dāng)?shù)馗淖兏〉?條件、浮雕形狀等。這樣的加工以提供粗糙度可以視作分離膜的制備方法的一部分。
[0129] (3-4)分離膜的堆疊和纏繞 通過(guò)使?jié)B透物側(cè)面排列成面向內(nèi)，將一個(gè)分離膜折疊并粘合到一起，或通過(guò)使?jié)B透物 側(cè)面排列成面向內(nèi)而使2個(gè)分離膜彼此疊加并粘合到一起，由此形成信封形膜。如上所述， 在3個(gè)側(cè)面密封信封形膜。所述密封可以如下實(shí)現(xiàn)：例如，通過(guò)用粘合劑、熱熔化等粘附，或 通過(guò)熱或激光熔合。
[0130]用于形成信封形膜的粘合劑優(yōu)選地具有40-150 ps (泊），更優(yōu)選50-120 ps的粘 度。起皺在分離膜中的發(fā)生可以造成分離膜元件的性能的下降，但是當(dāng)粘合劑的粘度是150 ps或更小時(shí)，在圍繞水收集管纏繞分離膜時(shí)發(fā)生起皺的可能性更小。另外，當(dāng)粘合劑的粘度 是40 ps或更大時(shí)，阻止粘合劑在分離膜之間流出，并且減小粘合劑附著于非必要部分的風(fēng) 險(xiǎn)。在這里，1 ps等于0? 1 Pa ? s。
[0131]粘合劑的涂布量?jī)?yōu)選地是這樣的量：在圍繞水收集管纏繞分離膜以后，用粘合劑 涂布的部分的寬度是10-100 _。通過(guò)滿足該條件，分離膜可靠地粘附，且因此，阻止原料流 體流入滲透物側(cè)。另外，可以確保相對(duì)大的有效膜面積。
[0132]所述粘合劑優(yōu)選地是基于氨基甲酸酯的粘合劑，并且為了將粘度調(diào)至40-150 ps 的范圍，通過(guò)以1:1至1:5的異氰酸酯：多元醇比率混合異氰酸酯(作為主要成分)和多元醇 (作為固化劑）得到的粘合劑是優(yōu)選的。關(guān)于粘合劑的粘度，預(yù)先用Brookfield粘度計(jì)（JIS K 6833)測(cè)量單獨(dú)的主要成分、單獨(dú)的固化劑和具有指定摻合比的混合物中的每一種的粘 度。
[0133]排列如此涂布粘合劑的分離膜，使得信封形膜的閉合部分可以位于在纏繞方向上 的內(nèi)側(cè)上，且圍繞水收集管的外圍纏繞分離膜。以此方式，呈螺旋狀纏繞分離膜。
[0134] (3-5)其它步驟 分離膜元件的制備方法可以包括，在如上形成的分離膜卷的外側(cè)上進(jìn)一步纏繞薄膜、 纖絲等，或可以包括其它步驟，諸如用于在水收集管的縱向方向上修整分離膜邊緣的邊緣 切割，和端板的附接。
[0135] [4.分離膜元件的使用] 將供應(yīng)至分離膜元件100的原料流體供應(yīng)至分離膜1的進(jìn)料側(cè)面21。原料流體的一 部分穿過(guò)分離膜1，由此使原料流體分離成透過(guò)流體和濃縮流體。透過(guò)流體在信封形膜內(nèi) 部（S卩，2個(gè)相對(duì)的滲透物側(cè)面22之間)流動(dòng)，并到達(dá)水收集管8。在水收集管8中流動(dòng)的透 過(guò)流體從水收集管8的末端部分排出分離膜元件100。濃縮流體在2個(gè)相對(duì)的進(jìn)料側(cè)面21 之間流動(dòng)，并從分離膜元件100的末端部分流出。
[0136]通過(guò)將分離膜元件以串聯(lián)或并聯(lián)方式連接并將所述元件容納在壓力容器中，也可 以使用分離膜元件作為分離膜模塊。
[0137] 另外，上面的分離膜元件或模塊可以與用于給其供應(yīng)流體的泵、用于預(yù)處理流體 的裝置等組合，以構(gòu)成流體分離設(shè)備。通過(guò)使用該設(shè)備，例如，可以將原料水分離成滲透物 (諸如飲用水）和沒(méi)有穿過(guò)所述膜的濃縮物，由此可以得到適合于該目的的水。
[0138] 由于流體分離設(shè)備的較高操作壓力可以導(dǎo)致增強(qiáng)的鹽排斥，但是操作所需的能量 增加的原因，并且考慮到復(fù)合半透膜的耐久性，當(dāng)使要處理的水穿過(guò)復(fù)合半透膜時(shí)，操作壓 力優(yōu)選地是0.2-10 MPa。在這方面，所述操作壓力是所謂的跨膜壓力。進(jìn)料水溫度優(yōu)選地 是5-45°C，因?yàn)楦邷貢?huì)導(dǎo)致鹽排斥的下降，并且與溫度的下降一起，膜滲透物通量也下降。 此外，如果進(jìn)料水的pH較高，在具有高鹽濃度的進(jìn)料水(諸如海水）的情況下可能產(chǎn)生鎂等 的碎屑，且另外，高pH操作可能造成膜損耗。因此，在中性范圍的操作是優(yōu)選的。
[0139] 要用分離膜元件處理的原料水包括含有500 mg/L至100 g/L的TDS (溶解固體 總量）的液體混合物，諸如海水、半咸水和廢水。一般而言，TDS指示溶解固體總量的含量， 并且通過(guò)將1 L視作1 kg而用"質(zhì)量/體積"或"重量比"表示。根據(jù)該定義，可以從在 39. 5-40. 5°C的溫度蒸發(fā)穿過(guò)0. 45-微米過(guò)濾器過(guò)濾的溶液以后的殘余物重量來(lái)計(jì)算該含 量，但是更簡(jiǎn)單地，從實(shí)用鹽度轉(zhuǎn)換該含量。 實(shí)施例
[0140]通過(guò)參考實(shí)施例在下面更詳細(xì)地描述本發(fā)明，但是本發(fā)明不限于這些實(shí)施例。
[0141](進(jìn)料側(cè)流路材料的厚度） 在從其平面方向觀察進(jìn)料側(cè)流路材料的橫截面，并分析拍攝的圖像，由此測(cè)量在10個(gè) 交點(diǎn)部分處的厚度后，用10個(gè)點(diǎn)的平均值顯示進(jìn)料側(cè)流路材料的厚度。
[0142](進(jìn)料側(cè)流路材料的交點(diǎn)的數(shù)目） 如下針對(duì)交點(diǎn)數(shù)目、交點(diǎn)間隔和纖維傾斜角來(lái)測(cè)量進(jìn)料側(cè)流路材料。用數(shù)字顯微鏡 (VHX-900)從與進(jìn)料側(cè)流路材料面垂直的方向觀察進(jìn)料側(cè)流路材料，通過(guò)分析拍攝的圖像 來(lái)計(jì)數(shù)在1 cmXl cm的正方形中的交點(diǎn)的數(shù)目，并將10個(gè)部分的平均值取作交點(diǎn)的數(shù)目。
[0143](進(jìn)料側(cè)流路材料的交點(diǎn)間隔） 如下測(cè)量在進(jìn)料側(cè)流路材料的第一方向上的交點(diǎn)間隔。用數(shù)字顯微鏡（VHX-900)從與 進(jìn)料側(cè)流路材料面垂直的方向觀察進(jìn)料側(cè)流路材料，并通過(guò)分析拍攝的圖像來(lái)計(jì)算交點(diǎn)間 隔。以此方式，在10個(gè)部分處測(cè)量間隔，并將測(cè)量值的平均值計(jì)算為交點(diǎn)間隔。
[0144](進(jìn)料側(cè)流路材料的纖維的傾斜角） 關(guān)于從進(jìn)料側(cè)流路材料的組分纖維（纖維）的第一方向的傾斜角，用數(shù)字顯微鏡 (VHX-900)從與進(jìn)料側(cè)流路材料面垂直的方向觀察進(jìn)料側(cè)流路材料，并通過(guò)分析拍攝的圖 像計(jì)算進(jìn)料側(cè)流路材料的纖維（纖維）的傾斜角。在10個(gè)部分處進(jìn)行測(cè)量，并用平均值顯 示傾斜角。
[0145](滲透物側(cè)流路材料的間距和高度差） 使用掃描電子顯微鏡（S-800)(由Hitachi，Ltd?制造）以500倍放大率拍攝滲透物 側(cè)流路材料的任意30個(gè)橫截面，并在拍攝的圖像中測(cè)量滲透物側(cè)流路材料的厚度和鄰近 滲透物側(cè)流路材料之間的間距。
[0146](水產(chǎn)生速率和膜滲透物通量） 使用具有500 mg/L的濃度和6. 5的pH的鹽溶液作為進(jìn)料水，并通過(guò)在0. 45 MPa的操 作壓力和25°C的操作溫度的條件下操作分離，測(cè)量和計(jì)算用一個(gè)分離膜元件得到的每天的 水產(chǎn)生速率（L/天）以及通過(guò)將水產(chǎn)生速率除以分離膜元件的有效膜面積得到的膜滲透物 通量（mVOn 2 ?天））。
[0147](鹽排斥（TDS排斥）） 測(cè)量通過(guò)與上述水產(chǎn)生速率的測(cè)量相同的操作得到的滲透物的電導(dǎo)率，并計(jì)算TDS濃 度。將滲透物的該TDS濃度和進(jìn)料水的TDS濃度應(yīng)用于下式以計(jì)算TDS排斥： TDS排斥（%) = 100 X {1-(滲透物中的TDS濃度/進(jìn)料水中的TDS濃度）} (實(shí)施例1) 在室溫（25°C )，將15. 0重量％的聚砜的DMF溶液在非織造編織物(其通過(guò)造紙方法從 聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯纖維得到）（纖維直徑：1分特克斯，厚度：98 ym，透氣性：0.9 cc/ cmVsec，纖維取向度：在多孔支持層側(cè)上的表面層：40°，和多孔支持物側(cè)的相對(duì)表面層： 20° )上澆鑄至180 的厚度，立即將所述編織物浸入純水中，并靜置5分鐘以產(chǎn)生具有 130 ym的厚度的纖維補(bǔ)強(qiáng)的聚砜支持膜卷。
[0148] 此后，將支持膜卷展開，并將含有1. 8重量％的m-PDA和4. 5重量％的e-己內(nèi)酰 胺的水溶液施加于聚砜表面。通過(guò)空氣噴嘴用氮?dú)獯祾咭詮闹С帜け砻娉ザ嘤嗟乃芤?以后，將25°C的含有0. 06重量％的均苯三甲酰氯的正癸烷溶液施加于完全潤(rùn)濕的表面。此 后，通過(guò)空氣吹掃從膜除去多余的溶液，并將膜用50°C的熱水洗滌，在3. 5%甘油水溶液中 浸漬1分鐘，并在熱空氣烤箱中在l〇〇°C處理1分鐘，以得到半干狀態(tài)的分離膜卷。
[0149] 隨后，如下得到具有0. 25 mm的厚度且具有梯形橫截面形狀(當(dāng)從水收集管的縱向 方向觀察時(shí))的壁形材料（滲透物側(cè)流路材料）：呈直線地施加所述樹脂以產(chǎn)生與水收集管 的縱向方向垂直并且在纏繞方向從內(nèi)側(cè)末端部分延伸至外側(cè)末端部分的線。具體地，使用 配有篦齒形填隙片(其中槽寬度和線寬度中的每一個(gè)是〇. 5 mm)的施用器，以125°C的樹脂 溫度和3 m/min的行進(jìn)速度將乙烯醋酸乙烯酯共聚物樹脂（703A)施加于分離膜卷的滲透 物側(cè)面。
[0150] 通過(guò)使進(jìn)料側(cè)面排列成彼此面向來(lái)折疊得到的分離膜，并插入網(wǎng)（厚度：〇. 5 _， 交點(diǎn)間隔：4 mm，纖維的傾斜角：45° )作為進(jìn)料側(cè)面之間的進(jìn)料側(cè)流路材料以得到膜葉。
[0151] 從滲透物側(cè)流路材料的末端部分，圍繞ABS制成的水收集管（寬度：300 mm，直徑： 17 mm，12的孔數(shù)X -個(gè)直線行）呈螺旋狀纏繞2片如此得到的膜葉，并將薄膜進(jìn)一步纏繞 在外圍上，并用帶子固定。此后，進(jìn)行邊緣切割、端板附接和纖絲纏繞，以制備其中分離膜部 分的直徑為2英寸的螺旋型元件。
[0152] 在如此得到的螺旋型分離膜元件中，有效膜面積為0. 44 m2,膜葉的長(zhǎng)度（第二方 向長(zhǎng)度）為550 mm，膜葉的寬度（第一方向長(zhǎng)度）為237 mm，且分離膜的數(shù)目為2。
[0153] 將該分離膜元件容納在壓力容器中，并在上述的條件下操作，結(jié)果，水產(chǎn)生速率、 膜滲透物通量和鹽排斥如在表1中所示。此外，上述操作中的回收比率為15%。
[0154](實(shí)施例2) 以與實(shí)施例1相同的方式進(jìn)行分離膜元件的制備和操作，但是使用具有〇. 35 mm的厚 度的網(wǎng)，并將膜葉的長(zhǎng)度改成660 mm，有效膜面積變成0.53 m2。水產(chǎn)生速率、膜滲透物通 量和鹽排斥如在表1中所示。
[0155](實(shí)施例3) 以與實(shí)施例1相同的方式進(jìn)行分離膜元件的制備和操作，但是使用具有〇. 2 mm的厚度 的網(wǎng)，并將膜葉的長(zhǎng)度改成830 mm，有效膜面積變成0.66 m2。水產(chǎn)生速率、膜滲透物通量 和鹽排斥如在表1中所示。
[0156](實(shí)施例4) 以與實(shí)施例1相同的方式進(jìn)行分離膜元件的制備和操作，但是使用具有〇. 18 mm的厚 度的網(wǎng)，并將膜葉的長(zhǎng)度改成910 mm，有效膜面積變成0.73 m2。水產(chǎn)生速率、膜滲透物通 量和鹽排斥如在表1中所示。
[0157](實(shí)施例5) 以與實(shí)施例1相同的方式進(jìn)行分離膜元件的制備和操作，但是使用具有〇. 2 mm的厚度 的網(wǎng)，并將膜葉的長(zhǎng)度改成830 mm，將膜葉的寬度改成0.4 m，有效膜面積變成1. 16 m2。水 產(chǎn)生速率、膜滲透物通量和鹽排斥如在表1中所示。
[0158](實(shí)施例6) 以與實(shí)施例1相同的方式進(jìn)行分離膜元件的制備和操作，但是使用具有〇. 2 mm的厚度 的網(wǎng)，并將膜葉的長(zhǎng)度改成1，690 mm，膜葉的數(shù)目變成1，有效膜面積變成0.70 m2。水產(chǎn)生 速率、膜滲透物通量和鹽排斥如在表1中所示。
[0159](實(shí)施例7) 以與實(shí)施例1相同的方式進(jìn)行分離膜元件的制備和操作，但是使用具有〇. 2 mm的厚度 的網(wǎng)，并將膜葉的長(zhǎng)度改成370 _，膜葉的數(shù)目變成3,有效膜面積變成0.44 m2。水產(chǎn)生速 率、膜滲透物通量和鹽排斥如在表1中所示。
[0160](實(shí)施例8) 以與實(shí)施例1相同的方式進(jìn)行分離膜元件的制備和操作，但是通過(guò)調(diào)節(jié)排出的樹脂的 量而將壁形材料的厚度變成〇? 15 mm，并將膜葉的長(zhǎng)度改成620 mm，有效膜面積變成0? 5 m2。水產(chǎn)生速率、膜滲透物通量和鹽排斥如在表1中所示。
[0161](實(shí)施例9) 以與實(shí)施例1相同的方式進(jìn)行分離膜元件的制備和操作，但是使用具有〇. 35 mm的厚 度的網(wǎng)，通過(guò)調(diào)節(jié)排出的樹脂的量而將壁形材料的厚度變成0. 38 _，并將膜葉的長(zhǎng)度改成 570 mm，有效膜面積變成0.46 m2。水產(chǎn)生速率、膜滲透物通量和鹽排斥如在表1中所示。
[0162](實(shí)施例10) 以與實(shí)施例1相同的方式進(jìn)行分離膜元件的制備和操作，但是通過(guò)調(diào)節(jié)排出的樹脂的 量而將壁形材料的厚度變成〇. 11 mm，并將膜葉的長(zhǎng)度改成660 mm，有效膜面積變成0. 53 m2。水產(chǎn)生速率、膜滲透物通量和鹽排斥如在表1中所示。
[0163](實(shí)施例 11) 以與實(shí)施例1相同的方式進(jìn)行分離膜元件的制備和操作，但是使用具有〇. 34 mm的厚 度的網(wǎng)，并通過(guò)調(diào)節(jié)排出的樹脂的量而將壁形材料的厚度變成0.41 _。水產(chǎn)生速率、膜滲 透物通量和鹽排斥如在表2中所示。
[0164](實(shí)施例 I2) 以與實(shí)施例1相同的方式進(jìn)行分離膜元件的制備和操作，但是使用具有〇. 2 mm的厚 度的網(wǎng)，通過(guò)調(diào)節(jié)排出的樹脂的量而將壁形材料的厚度變成0. 2 _，將膜葉的長(zhǎng)度改成610 mm，膜葉的數(shù)目變成3,有效膜面積變成0.71 m2。水產(chǎn)生速率、膜滲透物通量和鹽排斥如在 表2中所示。
[0165](實(shí)施例I3) 以與實(shí)施例1相同的方式進(jìn)行分離膜元件的制備和操作，但是分離膜的寬度變成254 _，有效膜面積變成0.47 m2。水產(chǎn)生速率、膜滲透物通量和鹽排斥如在表2中所示。
[0166](實(shí)施例 14) 以與實(shí)施例2相同的方式進(jìn)行分離膜元件的制備和操作，但是在進(jìn)料側(cè)流路材料的第 一方向上的交點(diǎn)間隔變成2. 5 _。水產(chǎn)生速率、膜滲透物通量和鹽排斥如在表2中所示。
[0167](實(shí)施例 15) 以與實(shí)施例2相同的方式進(jìn)行分離膜元件的制備和操作，但是在進(jìn)料側(cè)流路材料的第 一方向上的交點(diǎn)間隔變成6.0 _。水產(chǎn)生速率、膜滲透物通量和鹽排斥如在表2中所示。
[0168](實(shí)施例I6) 以與實(shí)施例2相同的方式進(jìn)行分離膜元件的制備和操作，但是從進(jìn)料側(cè)流路材料的第 一方向的纖維傾斜角變成25°。水產(chǎn)生速率、膜滲透物通量和鹽排斥如在表2中所示。
[0169](實(shí)施例I7) 以與實(shí)施例2相同的方式進(jìn)行分離膜元件的制備和操作，但是從進(jìn)料側(cè)流路材料的第 一方向的纖維傾斜角變成55°。水產(chǎn)生速率、膜滲透物通量和鹽排斥如在表2中所示。
[0170](實(shí)施例 18) 以與實(shí)施例2相同的方式進(jìn)行分離膜元件的制備和操作，但是使用配有篦齒形填隙片 (其中槽寬度和線寬度中的每一個(gè)是0.3 mm)的熱熔化施用器形成滲透物側(cè)流路材料。水 產(chǎn)生速率、膜滲透物通量和鹽排斥如在表2中所示。
[0171](實(shí)施例 19) 以與實(shí)施例2相同的方式進(jìn)行分離膜元件的制備和操作，但是使用配有篦齒形填隙片 (其中槽寬度和線寬度中的每一個(gè)是0.7 mm)的熱熔化施用器形成滲透物側(cè)流路材料。水 產(chǎn)生速率、膜滲透物通量和鹽排斥如在表2中所示。
[0172](實(shí)施例20) 以與實(shí)施例1相同的方式進(jìn)行分離膜元件的制備和操作，但是膜葉的長(zhǎng)度變成1，100 _，膜葉的數(shù)目變成1，有效膜面積變成0.45 m2。水產(chǎn)生速率、膜滲透物通量和鹽排斥如在 表2中所示。
[0173](對(duì)比實(shí)施例1) 以與實(shí)施例1相同的方式進(jìn)行分離膜元件的制備和操作，但是使用具有〇. 7 mm的厚度 的網(wǎng)，并將膜葉的長(zhǎng)度改成450 mm，有效膜面積變成0. 36 m2,并且使用經(jīng)編針織物（厚度： 0? 25 mm，槽寬度：0? 2 mm，脊寬度：0? 3 mm，槽深度：0? 105 mm)作為滲透物側(cè)流路材料。水 產(chǎn)生速率、膜滲透物通量和鹽排斥如在表3中所示。
[0174](對(duì)比實(shí)施例2) 以與實(shí)施例1相同的方式進(jìn)行分離膜元件的制備和操作，但是使用經(jīng)編針織物（厚度： 0? 25 mm，槽寬度：0? 2 mm，脊寬度：0? 3 mm，槽深度：0? 105 mm)作為滲透物側(cè)流路材料。水 產(chǎn)生速率、膜滲透物通量和鹽排斥如在表3中所示。
[0175](對(duì)比實(shí)施例3) 以與實(shí)施例1相同的方式進(jìn)行分離膜元件的制備和操作，但是使用具有〇. 35 mm的厚 度的網(wǎng)，并將膜葉的長(zhǎng)度改成660 mm，有效膜面積變成0. 53 m2,并且使用經(jīng)編針織物（厚 度：0? 25 mm，槽寬度：0? 2 mm，脊寬度：0? 3 mm，槽深度：0? 105 mm)作為滲透物側(cè)流路材料。 水產(chǎn)生速率、膜滲透物通量和鹽排斥如在表3中所示。
[0176](對(duì)比實(shí)施例4) 以與實(shí)施例1相同的方式進(jìn)行分離膜元件的制備和操作，但是使用具有〇. 2 mm的厚度 的網(wǎng)，并將膜葉的長(zhǎng)度改成830 mm，有效膜面積變成0. 66 m2,并且使用經(jīng)編針織物（厚度： 0? 25 mm，槽寬度：0? 2 mm，脊寬度：0? 3 mm，槽深度：0? 105 mm)作為滲透物側(cè)流路材料。水 產(chǎn)生速率、膜滲透物通量和鹽排斥如在表3中所示。
[0177](對(duì)比實(shí)施例5) 以與實(shí)施例1相同的方式進(jìn)行分離膜元件的制備和操作，但是使用具有〇. 12 mm的厚 度的網(wǎng)，并將膜葉的長(zhǎng)度改成910 mm，有效膜面積變成0. 73 m2,并且使用經(jīng)編針織物（厚 度：0? 25 mm，槽寬度：0? 2 mm，脊寬度：0? 3 mm，槽深度：0? 105 mm)作為滲透物側(cè)流路材料。 水產(chǎn)生速率、膜滲透物通量和鹽排斥如在表3中所示。
[0178](對(duì)比實(shí)施例6) 以與實(shí)施例1相同的方式進(jìn)行分離膜元件的制備和操作，但是使用具有〇. 2 mm的厚度 的網(wǎng)，并將膜葉的長(zhǎng)度改成830 mm，將膜葉的寬度改成400 mm，有效膜面積變成1.16 m2,并 且使用經(jīng)編針織物（厚度：〇? 25 mm，槽寬度：0? 2 mm，脊寬度：0? 3 mm，槽深度：0? 105臟）作 為滲透物側(cè)流路材料。水產(chǎn)生速率、膜滲透物通量和鹽排斥如在表3中所示。
[0179](對(duì)比實(shí)施例7) 以與實(shí)施例1相同的方式進(jìn)行分離膜元件的制備和操作，但是使用具有〇. 7 mm的厚度 的網(wǎng)，并將膜葉的長(zhǎng)度改成450 mm，有效膜面積變成0.36 m2。水產(chǎn)生速率、膜滲透物通量 和鹽排斥如在表3中所示。
[0180](對(duì)比實(shí)施例8) 以與實(shí)施例1相同的方式進(jìn)行分離膜元件的制備和操作，但是使用具有0. 12 mm的厚 度的網(wǎng)，并將膜葉的長(zhǎng)度改成910 mm，有效膜面積變成0.73 m2。水產(chǎn)生速率、膜滲透物通 量和鹽排斥如在表3中所示。
[0181](對(duì)比實(shí)施例9) 以與實(shí)施例1相同的方式進(jìn)行分離膜元件的制備和操作，但是使用具有〇. 42 _的厚 度的網(wǎng)，并將膜葉的長(zhǎng)度改成370 mm，膜葉的數(shù)目變成3,有效膜面積變成0.42 m2,并且使 用經(jīng)編針織物（厚度：〇? 25 mm，槽寬度：0? 2 mm，脊寬度：0? 3 mm，槽深度：0? 105 mm)作為滲 透物側(cè)流路材料。水產(chǎn)生速率、膜滲透物通量和鹽排斥如在表3中所示。
[0182](對(duì)比實(shí)施例10) 以與實(shí)施例1相同的方式進(jìn)行分離膜元件的制備和操作，但是使用具有〇. 2 mm的厚度 的網(wǎng)，并將膜葉的長(zhǎng)度改成1，690 mm，膜葉的數(shù)目變成1，有效膜面積變成0. 70 m2,并且使 用經(jīng)編針織物（厚度：〇? 25 mm，槽寬度：0? 2 mm，脊寬度：0? 3 mm，槽深度：0? 105 mm)作為滲 透物側(cè)流路材料。水產(chǎn)生速率、膜滲透物通量和鹽排斥如在表3中所示。
[0183] 實(shí)施例和對(duì)比實(shí)施例的元件結(jié)構(gòu)和元件性能一起顯示在表1-3中。
[0184]表 1

【權(quán)利要求】
1. 一種分離膜元件，其包括：水收集管、具有進(jìn)料側(cè)面和滲透物側(cè)面的分離膜主體、進(jìn) 料側(cè)流路材料和滲透物側(cè)流路材料， 其中所述分離膜主體、所述進(jìn)料側(cè)流路材料和所述滲透物側(cè)流路材料圍繞所述水收集 管呈螺旋狀纏繞， 多個(gè)所述滲透物側(cè)流路材料沿著第一方向不連續(xù)地提供在所述分離膜主體的滲透物 側(cè)面上，所述第一方向是所述水收集管的縱向方向，且 所述進(jìn)料側(cè)流路材料具有0. 15-0. 5mm的厚度。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的分離膜元件，其中所述分離膜主體在所述第一方向上的長(zhǎng)度 是 100-350mm。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的分離膜元件，其中所述分離膜主體在與所述第一方向垂 直的第二方向上的長(zhǎng)度是500-1，700mm。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3中的任一項(xiàng)所述的分離膜元件，其中所述滲透物側(cè)流路材料具有 0. 12-0. 4mm的厚度。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4中的任一項(xiàng)所述的分離膜元件，其中沿著所述第一方向彼此鄰近 的所述滲透物側(cè)流路材料之間的間隔是〇. 2-1. 5mm。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1-5中的任一項(xiàng)所述的分離膜元件，其中所述進(jìn)料側(cè)流路材料的厚度 和所述滲透物側(cè)流路材料的厚度的總和是〇. 4-0. 75mm。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1-6中的任一項(xiàng)所述的分離膜元件，其中所述進(jìn)料側(cè)流路材料具有多 個(gè)彼此交叉的纖維，且在所述第一方向上所述纖維的交點(diǎn)之間的間隔是1. 5-8mm。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的分離膜元件，其中所述纖維相對(duì)于所述第一方向以20°至 60°或以-60°至-20°傾斜。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的分離膜元件，其中所述分離膜主體在所述第一方向上 的長(zhǎng)度是220-260mm，所述分離膜主體在與所述第一方向垂直的第二方向上的長(zhǎng)度是 1，000-1，700mm，且所述分離膜主體的塊數(shù)是1。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的分離膜元件，其中所述分離膜主體在所述第一方向上 的長(zhǎng)度是220-260mm，所述分離膜主體在與所述第一方向垂直的第二方向上的長(zhǎng)度是 500-1，000mm，且所述分離膜主體的塊數(shù)是2。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的分離膜元件，其中所述分離膜主體在所述第一方向上的長(zhǎng) 度是220-260mm，所述分離膜主體在與所述第一方向垂直的第二方向上的長(zhǎng)度是350-700 mm，且所述分離膜主體的塊數(shù)是3。
【文檔編號(hào)】B01D63/10GK104379240SQ201380034005
【公開日】2015年2月25日 申請(qǐng)日期:2013年6月28日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月28日
【發(fā)明者】岡本宜記, 小巖雅和, 山田博之, 高木健太朗, 廣澤洋帆, 浜田剛志, 木村將弘 申請(qǐng)人:東麗株式會(huì)社