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WO2020262290A1 - 分離膜エレメントおよびその使用方法、ならびに水処理装置 - Google Patents

分離膜エレメントおよびその使用方法、ならびに水処理装置 Download PDF

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WO2020262290A1
WO2020262290A1 PCT/JP2020/024361 JP2020024361W WO2020262290A1 WO 2020262290 A1 WO2020262290 A1 WO 2020262290A1 JP 2020024361 W JP2020024361 W JP 2020024361W WO 2020262290 A1 WO2020262290 A1 WO 2020262290A1
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WO
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separation membrane
supply
face
flow path
side surfaces
Prior art date
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PCT/JP2020/024361
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English (en)
French (fr)
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吉冨慎一郎
ガルグアクシャイ
高木健太朗
花田茂久
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
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Publication date
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Priority to KR1020217033343A priority patent/KR102617616B1/ko
Priority to JP2020537677A priority patent/JP6973650B2/ja
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    • C02F2201/00—Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
    • C02F2201/002—Construction details of the apparatus

Definitions

  • the present invention relates to a separation membrane element, a method of using the separation membrane element, and a water treatment apparatus.
  • Separation membranes used in the separation method using separation membrane elements are classified into microfiltration membranes, ultrafiltration membranes, nanofiltration membranes, reverse osmosis membranes, and forward osmosis membranes in terms of their pore size and separation function. These membranes are used, for example, for the production of drinking water from seawater, brackish water, water containing harmful substances, etc., the production of industrial ultrapure water, wastewater treatment, recovery of valuable resources, etc. It is used properly according to the separation component and separation performance.
  • the separation membrane element includes a plurality of bundled separation membranes so that the effective membrane area per separation membrane element is large, that is, the amount of permeated fluid obtained per separation membrane element is increased. It is formed to increase.
  • various shapes such as a spiral type, a hollow fiber type, a plate and frame type, a rotary flat membrane type, and a flat membrane integrated type have been proposed according to the application and purpose.
  • a spiral separation membrane element as shown in FIG. 1 is widely used for reverse osmosis filtration.
  • the spiral type separation membrane element 1 includes a perforated central tube 2 and a separation membrane unit wound around the perforated central tube 2.
  • the separation membrane unit permeates the supply side flow path material 3 that supplies the supply fluid 101 (that is, the fluid to be processed) to the surface of the separation membrane, the separation membrane 4 that separates the separation components contained in the supply fluid 101, and the separation membrane 4. It is formed by laminating a permeation side flow path material 5 for guiding the permeation fluid 102 separated from the supply fluid 101 to the perforated central tube 2.
  • the spiral type separation membrane element 1 is preferably used because a large amount of permeated fluid can be taken out by applying pressure to the supply fluid.
  • Patent Documents 1 to 3 In recent years, in order to meet the demand for higher performance of the spiral separation membrane element, a plurality of techniques for changing the behavior of the fluid inside the element have been proposed (Patent Documents 1 to 3).
  • the pressure loss of the feed fluid is larger than that of the normal separation membrane element, so that the winding body is deformed.
  • telescoping is likely to occur, which causes a short path of the supplied fluid and the separation performance is not sufficiently exhibited.
  • the membrane surface drops to the permeation side (due to the pressure difference between the permeation side and the supply side to the permeation side) as shown in the schematic cross-sectional view of the separation membrane unit in FIG.
  • the film surface is pressed) or the member that closes the end portion such as the supply side closing member 6 is deformed, the film surface is damaged, and the separation performance is significantly deteriorated.
  • the present invention prevents deformation of the winding body and damage to the membrane surface even when the pressure loss of the supply fluid is large, and enables operation while achieving both stable permeation performance and separation performance. It is an object of the present invention to provide a membrane element.
  • the present invention for achieving the above object mainly includes any of the following configurations.
  • a perforated central tube, a plurality of separation membranes having a supply side surface and a transmission side surface, a supply side flow path material, and a transmission side flow path material are provided.
  • the plurality of separation membranes are arranged and stacked so that the supply-side surfaces and the transmission-side surfaces face each other, and the supply-side flow path material is between the supply-side surfaces of the separation membrane.
  • the permeation side flow path material is arranged between the permeation side surfaces of the separation membrane, and around the perforated central tube, the separation membrane, the supply side flow path material, and the permeation side.
  • the flow path material is wound in the longitudinal direction of the separation membrane.
  • the surfaces on the supply side of the separation membrane are the end surface A in the longitudinal direction of the perforated central canal and the end surface B on the opposite side thereof, and the outer peripheral end X and the inner surface in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the effective central canal.
  • the end face A is continuously closed by 60 to 95% from the outer peripheral end
  • the end face B is continuously closed by 75 to 100% from the inner peripheral end.
  • the inner peripheral end portion Y is closed, and only the inner peripheral end portion Y is open between the permeation-side surfaces of the separation membrane, and the outer peripheral end portion X and the end surfaces A and B are closed.
  • the lengths of the openings of the end faces A and the end faces B of the supply-side surfaces of the separation membrane are set to OL (A) and OL (B), respectively.
  • the width of the portion of the member for closing the end face A and the end face B of the supply-side surfaces of the separation membrane in contact with the separation membrane in the longitudinal direction of the perforated central canal is r ( Let A) and r (B) p (A) ⁇ q (A) and p (B) ⁇ q (B), A separation membrane element that meets at least one of the following requirements (i) and (ii). (I) In the member for closing the end faces B between the supply-side surfaces of the separation membrane, r (a portion having a length of at least OL (A) or more from the inner peripheral end to the outer peripheral side) B) exists continuously for 3 mm or more.
  • a supply fluid supply unit that is connected so as to communicate with an opening on the inner peripheral side of the supply side surfaces of the separation membrane and supplies the supply fluid
  • a water treatment apparatus having a concentrated fluid discharge unit connected so as to communicate with an opening on the outer peripheral side of the supply-side surfaces of the separation membrane and discharging the concentrated fluid.
  • a supply fluid supply unit that is connected so as to communicate with an opening on the outer peripheral side of the supply side surfaces of the separation membrane and supplies the supply fluid
  • a water treatment apparatus having a concentrated fluid discharge unit that is connected so as to communicate with an opening on the inner peripheral side of the supply-side surfaces of the separation membrane and discharges the concentrated fluid.
  • a perforated central tube, a plurality of separation membranes having a supply side surface and a transmission side surface, a supply side flow path material, and a transmission side flow path material are provided.
  • the plurality of separation membranes are arranged and stacked so that the surfaces on the supply side and the surfaces on the transmission side face each other, and are wound in the longitudinal direction thereof.
  • the supply-side flow path material is arranged between the supply-side surfaces of the separation membrane.
  • the permeation side flow path material is arranged between the permeation side surfaces of the separation membrane.
  • the surfaces on the supply side of the separation membrane are the end surface A in the longitudinal direction of the perforated central canal, the end surface A in the end surface B, and the outer peripheral end portion X in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the effective central canal.
  • the outer peripheral end X in the inner peripheral end Y is opened by 5% or more, and the end face B and the inner peripheral end Y are both closed. Only the inner peripheral end portion Y is open between the surfaces on the permeation side of the separation membrane, and the outer peripheral end portion X and the end surfaces A and B are closed.
  • the width of the portion of the member for closing the end face A and the end face B of the supply-side surfaces of the separation membrane in contact with the separation membrane in the longitudinal direction of the perforated central canal is r ( Let A) and r (B) be the separation membrane elements that satisfy the following relationship.
  • the separation membrane element of the present invention it is possible to prevent the membrane surface from falling to the permeation side, deformation of the member that closes the ends of the plurality of laminated separation membranes, and further damage to the membrane surface. Even when the pressure loss of the supply fluid is large, high recovery rate operation with increased fluid flow velocity in the supply side flow path is possible, and concentration polarization in the supply side flow path is suppressed. , Fouling and scale generation are reduced, and stable transmission performance and separation performance can be maintained.
  • It is a schematic diagram (development view of the separation membrane unit) which shows an example of the structure of the separation membrane element of this invention.
  • It is a schematic diagram (developed view) which shows an example of the cross section of a separation membrane unit when the end face B on the supply side is closed by applying an adhesive from the outside after surrounding the separation membrane unit.
  • It is a schematic diagram (developed view) which shows an example of the cross section of a separation membrane unit when the end face B on the supply side is closed by applying an adhesive before surrounding the separation membrane unit.
  • FIG. 1 is used to explain the schematic configuration of the separation membrane element of the present invention, but the separation membrane element shown in FIG. 1 includes the supply fluid and the permeation fluid of each separation membrane unit in the present invention.
  • the flow paths of the above are not reflected, and they will be described in detail with reference to FIGS. 2 to 12.
  • the separation membrane element of the present invention includes a perforated central tube 2, a plurality of separation membranes 4 having a supply-side surface 10 and a transmission-side surface 11, and a supply-side flow path. It is necessary to include the material 3 and the transmission side flow path material 5. Further, the plurality of separation membranes 4 included in the separation membrane element 1A of the present invention are arranged and stacked so that the supply side surfaces 10 and the transmission side surfaces 11 face each other, and an example is shown in FIG. It is wound in the longitudinal direction as shown in. In the present invention, for convenience of explanation, a state in which the supply side flow path material 3 or the transmission side flow path material 5 is sandwiched between the plurality of separation membranes 4 is referred to as a separation membrane unit.
  • the separation membrane 4 included in the separation membrane element 1A of the present invention a membrane having separation performance according to the method of use, purpose and the like is used.
  • the separation membrane 4 may be a single layer, or may be a composite membrane including a separation functional layer and a base material from the viewpoint of strength or dimensional stability of the separation membrane 4. Further, in the composite membrane, a porous support layer may be further provided between the separation function layer and the base material.
  • the separation membrane 4 is a composite membrane, the surface provided with the separation functional layer is referred to as the supply side surface 10, and the surface opposite to the surface provided with the separation functional layer is referred to as the transmission side surface 11.
  • the separation function layer may be a layer having both a separation function and a support function, or may have only a separation function.
  • the "separation function layer” means a layer having at least a separation function.
  • the separation function layer has both a separation function and a support function
  • the separation function layer is preferably a layer containing a polymer selected from the group consisting of cellulose, polyvinylidene fluoride, polyethersulfone and polysulfone as a main component.
  • a crosslinked polymer layer is preferable from the viewpoint that the pore size can be easily controlled and the durability is excellent.
  • a polyamide separation functional layer obtained by polycondensing a polyfunctional amine and a polyfunctional acid halide, an organic-inorganic hybrid functional layer, and the like are preferable from the viewpoint of excellent separation performance of the separation component in the feed fluid 101.
  • These separation functional layers can be formed by polycondensing the monomers on the porous support layer.
  • the separation functional layer containing polyamide as a main component can be formed by interfacial polycondensation of a polyfunctional amine and a polyfunctional acid halide by a known method. For example, a polyfunctional amine solution is applied onto the porous support layer, excess polyfunctional amine solution is removed with an air knife or the like, and then an organic solvent solution containing a polyfunctional acid halide is applied to obtain a polycondensation. Condensation occurs to form a polyamide separation functional layer.
  • the material used for the porous support layer and its shape are not particularly limited, but for example, a material formed on a substrate by a porous resin may be used.
  • the porous support layer include layers of polysulfone, cellulose acetate, polyvinyl chloride, epoxy resin or a mixture thereof, or laminated layers thereof, but chemically, mechanically and thermally.
  • porous support layer containing polysulfone for example, an N, N-dimethylformamide solution of polysulfone is cast on a substrate (for example, a densely woven polyester non-woven fabric) to a certain thickness, and the solution is cast in water. It can be formed by wet coagulation.
  • porous support layer is described in "Office of Saline Water Research and Development Progress Report" No. It can be formed according to the method described in 359 (1968). The polymer concentration, solvent temperature or antisolvent can be adjusted as appropriate to obtain the desired form.
  • the base material of the separation membrane 4 it is preferable to use a fibrous base material from the viewpoint of strength or fluid permeability, and it is more preferable to use a long fiber non-woven fabric or a short fiber non-woven fabric.
  • the separation membrane 4 is formed in a rectangular shape. Then, as shown in FIG. 1, the separation membrane 4 having such a shape is wound around the perforated central canal 2.
  • the length in the winding direction of the separation membrane 4 that is, the length L in the longitudinal direction of the separation membrane 4 and the length W in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the separation membrane 4 (that is, in the longitudinal direction of the perforated central tube 2).
  • the L / W value is preferably 2.5 or more.
  • the length L is preferably 750 mm or more.
  • the supply-side flow path material 3 included in the separation membrane element 1A of the present invention is arranged so as to be sandwiched between the supply-side surfaces 10 of the separation membrane 4, and is supplied to the separation membrane 4.
  • a flow path for supplying the fluid (that is, a flow path on the supply side) is formed.
  • the supply-side flow path material 3 is preferably shaped so as to disturb the flow of the supply fluid 101 in order to suppress the concentration polarization of the supply fluid 101.
  • the supply-side flow path material 3 may be a film or a net, or a member having a continuous shape such that a convex object is provided on a sheet having voids, or with respect to the separation membrane 4. It may have a discontinuous shape showing a projected area ratio of more than 0 and less than 1. Further, the supply side flow path material 3 may be separable from the separation membrane 4 or may be fixed to the separation membrane 4.
  • the material of the supply-side flow path material 3 is not particularly limited, and may be the same material as that of the separation membrane 4 or a different material.
  • the projected area ratio of the supply side flow path material 3 to the separation membrane 4 is preferably 0.03 to 0.80, more preferably 0.05 to 0.50, and 0.08 to 0. It is more preferably .35.
  • the projected area ratio of the supply-side flow path material 3 to the separation film 4 can be calculated by analyzing an image of the supply-side flow path material 3 taken with a microscope from a direction perpendicular to the membrane surface.
  • the thickness of the supply-side flow path material 3 is preferably 0.08 to 2.0 mm, more preferably 0.20 to 1.00 mm.
  • the thickness of the supply side flow path material 3 can be directly measured with a commercially available thickness measuring device.
  • Permeation-side flow path material The permeation-side flow path material 5 included in the separation membrane element 1A of the present invention is arranged so as to be sandwiched between the permeation-side surfaces 11 of the separation membrane 4, and permeates the separation membrane 4.
  • a flow path (that is, a permeation side flow path) that guides the flow to the permeation side outlet end face is formed.
  • the permeation side flow path material 5 reduces the flow resistance of the permeation side flow path, suppresses the separation membrane 4 from falling into the permeation fluid flow path even under pressure filtration, and forms the flow path stably.
  • the cross-sectional area ratio is preferably 0.3 to 0.75, and more preferably 0.4 to 0.6.
  • the permeation side flow path material 5 includes, for example, a conventional tricot, a weft knit with a reduced amount of fibers, a sheet in which protrusions are arranged on a porous sheet such as a non-woven fabric, or unevenness in which a film or a non-woven fabric is unevenly processed. A processed sheet can be mentioned.
  • the cross-sectional area ratio of the permeation side flow path material will be described.
  • the permeation side flow path material When the permeation side flow path material is loaded into the separation membrane element, it is cut so as to pass through the convex portion of the permeation side flow path material along the longitudinal direction of the water collecting pipe, and the cross section thereof is a convex portion adjacent to the center of the convex portion.
  • the ratio of the product of the distance to the center (also called pitch) and the height of the transmission side flow path material to the cross-sectional area of the transmission side flow path material occupied between the center of the convex portion and the center of the adjacent convex portion. Is the cross-sectional area ratio.
  • the flow resistance of the permeation side flow path can be further reduced.
  • the separation membrane element containing the flow path material having a large flow resistance is operated at the same recovery rate, the flow velocity of the supply fluid 101 is increased and the concentration polarization can be reduced, and the concentration polarization is particularly high under high recovery rate operation. It is possible to further suppress the increase in the amount of water and the occurrence of scale.
  • the thickness of the permeation side flow path material 5 is preferably 0.05 to 0.50 mm, more preferably 0.10 to 0.40 mm.
  • the thickness of the permeation side flow path material 5 can be directly measured with a commercially available thickness measuring device.
  • the material of the permeation side flow path material 5 can be easily wound in a spiral shape, its compressive elastic modulus is preferably 0.1 to 5.0 GPa.
  • Examples of the material having a compressive elastic modulus of 0.1 to 5.0 GPa include polyester, polyethylene and polypropylene.
  • the compressive elastic modulus of the permeation side flow path material 5 can be measured by performing a compression test using a precision universal testing machine and creating a stress-strain diagram.
  • the separation membrane element of the present invention is a spiral type separation membrane element having a long supply-side flow path.
  • the supply-side surfaces 10 of the separation membrane 4 are expanded into the separation membrane unit of FIG.
  • the end face A is continuously closed by 60 to 95% from the outer peripheral end
  • the end face B is continuously closed by 75 to 100% from the inner peripheral end
  • the inner peripheral end is closed. Part Y is closed.
  • the supply-side surfaces 10 of the separation membrane 4 are open near the inner peripheral end portion of the end surface A, and are open near the outer peripheral end portion and / or the outer peripheral end portion X of the end surface B.
  • the flow velocity of the supply fluid 101 can be increased as compared with the conventional separation membrane element 1 in which the supply fluid 101 flows in parallel with the perforated central canal 2, and the element can be made more resistant to fouling and scaling. .. Further, it is preferable that the inner peripheral end portions Y of the permeation side surfaces 11 of the separation membrane 4 are opened by 90% or more from the viewpoint of reducing pressure loss.
  • FIGS. 5 and 6 are schematic views showing an example of a state in which the separation membrane element 1A of the present invention is loaded in the vessel 23.
  • a porous member 20 having a plurality of holes through which a fluid passes is further wound on the outer peripheral surface of the laminated and wound separation membrane unit. ..
  • Examples of the porous member 20 include a net, a porous film, and the like.
  • a brine seal is provided in the gap between the separation membrane element 1A and the vessel 23 so that the supply fluid 101, the permeated fluid 102, and the concentrated fluid 103 are not mixed in the vessel 23. 22 is arranged.
  • the separation membrane element 1A of the present invention includes a plurality of types of separation membrane elements classified in terms of the flow direction of the supply fluid. One of them is an inverted L-shaped separation membrane element.
  • the end faces A of the supply-side surfaces 10 of the separation membrane 4 are connected to each other.
  • the supply fluid 101 is supplied from the opening of the above, and the concentrated fluid 103 is discharged from the opening of the outer peripheral end X between the supply-side surfaces 10 of the separation membrane 4.
  • the separation membrane element 1A to which such a usage method is applied is referred to as an inverted L-type separation membrane element here.
  • the end face A and the outer peripheral end portion X of the separation membrane 4 on the supply side are opened by 5% or more, and the end face B and the inner peripheral end portion Y are opened. However, it is preferable that all of them are closed. Further, it is necessary that the permeation-side surfaces 11 of the separation membrane 4 are opened only at the inner peripheral end portion Y, and the outer peripheral end portions X and the end surfaces A and B are all closed. That is, in the inverted L-shaped separation membrane element, the end faces B between the supply-side surfaces 10 of the separation membrane 4 are completely closed.
  • the end faces A of the supply-side surfaces 10 of the separation membrane 4 have an opening near the inner peripheral end portion from the viewpoint of homogenizing the flow of the supply fluid 101 in the supply-side flow path. It is more preferable that the opening is -40%.
  • the portion (opening) opened in the end face A is not limited to one place, and may be divided into a plurality of parts.
  • the outer peripheral ends X of the surfaces 10 on the supply side of the separation membrane may have a small aperture ratio in order to increase the flow velocity near the outlet of the concentrated fluid 103.
  • the opening at the outer peripheral end X is not limited to one place, and may be divided into a plurality of places.
  • the aperture ratio is the ratio of the length of the opening to the total length of the separation membrane 4 at the side of the separation membrane provided with the opening.
  • the opening length OL (A) is the length from the inner peripheral end to the outer peripheral end of the opening as shown in FIG. 7, and when the opening is divided into a plurality of, the opening on the innermost peripheral side. The length is from the inner peripheral end to the outer peripheral end of the opening on the outermost side.
  • the separation membrane element 1A of the present invention also includes an L-type separation membrane element.
  • the outer peripheral end portions of the supply-side surfaces 10 of the separation membrane 4 are connected to each other.
  • the supply fluid 101 is supplied from the opening of X, and the concentrated fluid 103 is discharged from the opening of the end faces A of the supply-side surfaces 10 of the separation membrane 4.
  • the separation membrane element 1A to which such a usage method is applied is referred to as an L-type separation membrane element here.
  • the end face A and the outer peripheral end portion X of the separation membrane 4 on the supply side are opened by 5% or more, and the end face B and the inner peripheral end portion Y are open. However, it is preferable that all of them are closed. Further, it is necessary that the permeation-side surfaces 11 of the separation membrane 4 are opened only at the inner peripheral end portion Y, and the outer peripheral end portions X and the end surfaces A and B are all closed. That is, in the L-shaped separation membrane element, the end faces B between the supply-side faces 10 of the separation membrane 4 are completely closed.
  • the L-type separation membrane element has the same bonding method as the inverted L-type separation membrane element, but the concentrated fluid 103 is discharged from the end faces A of the supply-side surfaces 10 of the separation membrane 4, so that the above It is preferable that the aperture ratio in the vicinity of the inner peripheral end portion Y of the end surface A is smaller than that in the case of the inverted L-shaped separation membrane element.
  • the aperture ratio of the outer peripheral end portions X is preferably 90% or more.
  • the openings in the end face A and the outer peripheral end X are not limited to one, and may be divided into a plurality of openings.
  • the opening length OL (A) is the length from the inner peripheral end to the outer peripheral end of the opening as shown in FIG.
  • the separation membrane element 1A of the present invention also includes an inverted S-type separation membrane element.
  • the end faces A of the supply-side surfaces 10 of the separation membrane 4 are connected to each other.
  • the supply fluid 101 is supplied from the opening near the inner circumference of the above, and the concentrated fluid 103 is discharged from the opening near the outer periphery of the end faces B between the supply-side surfaces 10 of the separation membrane 4.
  • the separation membrane element 1A to which such a usage method is applied is referred to as an inverted S-type separation membrane element here.
  • the outer peripheral end portions X between the supply-side surfaces 10 of the separation membrane 4 are completely closed.
  • the end surface A to which the supply fluids 101 of the supply side surfaces 10 of the separation membrane 4 are supplied is located near the inner peripheral end portion Y from the viewpoint of homogenizing the flow of the supply fluid 101 in the supply side flow path. It is open, more preferably 5-40% open.
  • the portion (opening) opened in the end face A is not limited to one place, and may be divided into a plurality of parts.
  • the end surface B from which the concentrated fluid 103 between the supply side surfaces 10 of the separation membrane 4 is discharged has an opening in the vicinity of the outer peripheral end portion X from the viewpoint of homogenizing the flow of the supply fluid 101 in the supply side flow path.
  • the aperture ratio may be smaller than that of the end face on the supply side.
  • the opening in the end face B is not limited to one place, and may be divided into a plurality of places.
  • the opening lengths OL (A) and OL (B) are the lengths from the inner peripheral end to the outer peripheral end of the opening as shown in FIG. 9, and when the opening is divided into a plurality of parts on each end face. Is the length from the inner peripheral end of the opening on the innermost peripheral side to the outer peripheral end of the opening on the outermost peripheral side in each end face.
  • the separation membrane element 1A of the present invention also includes an S-type separation membrane element.
  • the end faces B of the supply side surfaces 10 of the separation membrane 4 are connected to each other.
  • the supply fluid 101 is supplied from the opening near the outer periphery, and the concentrated fluid 103 is discharged from the opening near the inner circumference of the end faces A between the supply-side surfaces 10 of the separation membrane 4.
  • the separation membrane element 1A to which such a usage method is applied is referred to as an S-type separation membrane element here.
  • the outer peripheral end portions X between the supply-side surfaces 10 of the separation membrane 4 are completely closed.
  • the S-type separation membrane element has the same bonding method as the inverted S-type separation membrane element, but the concentrated fluid 103 is formed through an opening near the inner peripheral end portion Y of the end faces A of the supply-side surfaces 10 of the separation membrane 4. It is preferable that the aperture ratio in the vicinity of the inner peripheral end portion of the end face A is smaller than that in the case of the inverted S-type separation membrane element.
  • the opening near the outer peripheral end portion X of the end faces B between the supply-side surfaces 10 of the separation membrane 4 supplies the supply fluid 101, and therefore is preferably larger than the opening near the inner peripheral end portion Y. ..
  • the openings in the end faces A and B are not limited to one place, and may be divided into a plurality of openings.
  • the opening lengths OL (A) and OL (B) are the lengths from the inner peripheral end to the outer peripheral end of the opening as shown in FIG. 10, and when the opening is divided into a plurality of parts on each end face. Is the length from the inner peripheral end of the opening on the innermost peripheral side to the outer peripheral end of the opening on the outermost peripheral side in each end face.
  • the separation membrane element 1A of the present invention also includes an inverted SL type separation membrane element.
  • the end faces B of the supply-side surfaces 10 of the separation membrane 4 are connected to each other.
  • the outer peripheral end portions X of the outer peripheral portions of the separation membrane 4 and the supply-side surfaces 10 of the separation membrane 4 are open, and the inner peripheral edges of the end surfaces A of the supply-side surfaces 10 of the separation membrane 4 are open.
  • an inverted SL type element a method of supplying the supply fluid 101 from the opening of the end surface A near the inner peripheral end portion Y is referred to as an inverted SL type element.
  • This separation membrane element is in the form of a combination of an inverted S type and an inverted L type, that is, a form in which the above-mentioned inverted S type separation membrane element and the inverted L type separation membrane element are added together.
  • the opening position of the outer peripheral end portion X is not limited.
  • the opening lengths OL (A) and OL (B) are the lengths from the inner peripheral end to the outer peripheral end of the opening as shown in FIG.
  • the separation membrane element 1A of the present invention also includes an SL type separation membrane element.
  • the end faces B of the supply side surfaces 10 of the separation membrane 4 are The outer peripheral end portions X of the outer peripheral portions and the supply-side surfaces 10 of the separation membrane 4 are open, and the inner peripheral edges of the end surfaces A of the supply-side surfaces 10 of the separation membrane 4 are open.
  • a method of supplying the supply fluid 101 from the openings of the outer peripheral end portion X and the end surface B is referred to as an SL type element.
  • This separation membrane element has a form such that a combination of S-type and L-type is used, that is, the above-mentioned S-type separation membrane element and L-type separation membrane element are added together.
  • the opening position of the outer peripheral end portion X is not limited.
  • the opening lengths OL (A) and OL (B) are the lengths from the inner peripheral end to the outer peripheral end of the opening as shown in FIG.
  • the method of closing the end faces A and the end faces B of the perforated central canal 2 in the longitudinal direction between the supply-side surfaces 10 of the separation membrane 4 is performed before winding. There is a way to do it after the siege. Examples of the method performed before encircling include adhesion with an adhesive, adhesion with a hot melt resin, and adhesion with an adhesive tape. In the case of performing after winding, a method of applying an adhesive from the outside and adhering the adhesive can be mentioned.
  • an end plate 21 may be attached to the end face A and the end face B in the longitudinal direction of the perforated central tube 2 in order to prevent telescoping of the wound body. Since the fluid enters and exits the end plate 21 mounted on the end surface A, it is necessary that a hole exists.
  • the end plate 21 mounted on the end face B has holes when fluid enters and exits from the end face B, and may or may not have holes when fluid does not enter and exit from the end face B. Examples of the material of the end plate 21 include ABS, polyvinyl chloride, polyethylene and polypropylene.
  • adhesion with an adhesive is used as a method of closing the outer peripheral end portion X and the inner peripheral end portion Y in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the perforated central tube 2 between the surfaces 11 on the transmission side of the separation membrane 4.
  • adhesion with an adhesive is used as a method of closing the outer peripheral end portion X and the inner peripheral end portion Y in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the perforated central tube 2 between the surfaces 11 on the transmission side of the separation membrane 4.
  • Adhesion with hot melt resin Adhesion with adhesive tape, etc.
  • the supply-side closing member 6 and the transmission-side closing member 7 for closing the supply-side surfaces 10 and the transmission-side surfaces 11 are urethane-based adhesives in consideration of adhesive strength, hardness at the time of curing, handleability, and the like. It is desirable to use an agent or an epoxy adhesive.
  • the viscosity of the adhesive before curing is preferably 4 to 15 Pa ⁇ s from the viewpoint of facilitating its handling and suppressing the occurrence of wrinkles when winding the separation membrane 4. It is more preferably about 12 Pa ⁇ s.
  • the perforated central tube 2, the separation membrane 4, the supply side flow path material 3 and the transmission side flow path material 5 are arranged, and the end portions X and Y and the end faces A and B are closed or opened to supply the fluid. Since the flow of the fluid 101 can be directed along the longitudinal direction of the separation membrane 4, the supply fluid 101 can be a spiral type separation membrane element having a high flow velocity. However, if the supply fluid 101 is simply made into a spiral separation membrane element having a high flow velocity by the above method, the pressure loss of the supply fluid 101 will be larger than that of the normal separation membrane element 1, and the winding body will be deformed.
  • the sectional views of the separation membrane unit of FIGS. 3 and 4 (however, both views show the end portion on the end face B side) and the development of the separation membrane unit of FIGS. 7 to 12.
  • the separation membrane element 1A sets the lengths of the openings of the end faces A and the end faces B of the supply-side surfaces 10 of the separation membrane 4 to OL (A) and OL (B), respectively.
  • the widths of the perforated central canal 2 in the longitudinal direction of the portion of the member 6 in contact with the separation membrane 4 are r (A) and r (B), respectively, p (A) ⁇ q (A) and p ( B) ⁇ q (B), and at least one of the following requirements (i) and (ii) shall be satisfied.
  • the length is at least OL (A) or longer from the inner peripheral side end to the outer peripheral side.
  • the r (B) of the portion exists continuously by 3 mm or more.
  • the length is at least OL (B) or longer from the outer peripheral end to the inner peripheral side.
  • the r (A) of the portion exists continuously by 3 mm or more.
  • p, q, and r are average values measured at intervals of 20 mm in the winding direction with the separation membrane unit unfolded, respectively.
  • the inner circumference and the outer circumference refer to the portion closest to the perforated central tube 2 in the expanded state of the separation membrane unit as the inner circumference, and the portion farthest from the perforated central tube 2 as the outer circumference.
  • the separation membrane 4 is supplied to the effective membrane portion of the surface 10 on the supply side. Since the side closing member 6 does not come into contact with each other, damage to the film surface can be prevented.
  • inverted L-type and L-type separation membrane elements since the openings between the surfaces 10 on the supply side exist in the end surface A, it is necessary to satisfy the above (i).
  • inverted S-type, S-type, inverted SL-type, and SL-type separation membrane elements it is particularly necessary to strengthen the end face on the side opposite to the end face on the side where the fluid whose supply fluid 101 has a higher pressure is supplied. .. That is, it is necessary to satisfy at least the above (i) for the inverted S type and the inverted SL type, and at least the above (ii) for the S type and the SL type.
  • r (A) is satisfied in order to satisfy the above (i) and (ii).
  • r (B) of 3 mm or more, it is preferable to apply pressure from the outside to push the adhesive, or to suck the adhesive from the opposite end face.
  • the p (A) and p (B) between the permeation side surfaces 11 of the separation membrane 4 are preferably 5 to 30 mm in order to maintain the strength while securing the effective membrane area as much as possible.
  • the ratio of p (B) and q (B) is preferably q (A) / p (A) ⁇ 0.5.
  • q / p is an average value measured in the element at intervals of 20 mm.
  • the coefficient of variation of r (A) or r (B), which is 3 mm or more, is 0.00 or more and 0.20 or less, the load applied due to the pressure loss can be supported more uniformly, and r (A). Alternatively, even in a situation where r (B) is close to 3 mm, deformation of the separation membrane element can be prevented more reliably.
  • the coefficient of variation is a value obtained by measuring r (A) or r (B) at intervals of 20 mm in the winding direction and dividing the standard deviation by the average value.
  • the separation membrane element 1A of the present invention can be applied to a water treatment device such as an RO water purifier.
  • a water treatment device such as an RO water purifier.
  • the separation membranes 4 are supplied from the inner peripheral side openings of the end faces A of the supply-side surfaces 10 of each other.
  • the fluid 101 is supplied and connected to the water treatment device so as to discharge the concentrated fluid from the openings of the end faces B, the outer peripheral end portions X, or both of the supply-side surfaces 10 of the separation membrane 4.
  • the supply fluid supply unit is connected so as to communicate with the inner peripheral side opening (the inner peripheral side opening of the end surface A) between the supply side surfaces 10 of the separation membrane 4, and the supply side of the separation membrane 4 is connected.
  • the concentrated fluid discharge portion is connected so as to communicate with the opening on the outer peripheral side of the surfaces 10 (the opening of the end surface B, the outer peripheral end X, or both of them).
  • the supply fluid 101 is supplied from the openings of the end faces B, the outer peripheral end portions X, or both of the supply-side surfaces 10 of the separation membrane 4. It is connected to the water treatment device so as to discharge the concentrated fluid 103 from the opening on the inner peripheral side of the end surface A between the supply side surfaces 10 of the separation membrane 4. Therefore, the supply fluid supply portion is connected so as to communicate with the outer peripheral side openings (the end surface B, the outer peripheral end portion X, or both of the openings) of the supply side surfaces 10 of the separation membrane 4, and the separation membrane 4 is connected.
  • the concentrated fluid discharge portion is connected so as to communicate with the inner peripheral side opening (the inner peripheral side opening of the end surface A) between the supply side surfaces 10 of the above.
  • OL (A), OL (B) The OL (A) and OL (B) are measured using a caliper with the separation membrane element unwound and the separation membrane element unfolded.
  • Water production reduction rate (%) 100 x (1- (water production after 100 hours operation) / (initial water production)) (Recovery rate)
  • the ratio of the supplied water amount supplied per minute to the permeated water amount was defined as the recovery rate.
  • TDS removal rate The concentration of total dissolved solids (hereinafter, "TDS") was measured by measuring the electrical conductivity of the supplied water and the sampled permeated water that were sampled for 1 minute in the measurement of the initial water production amount, and TDS was removed from the following formula. The rate was calculated.
  • TDS removal rate (%) 100 ⁇ ⁇ 1- (TDS concentration in permeated water / TDS concentration in feed water) ⁇ (Example 1)
  • Cast at 25 ° C. immediately immersed in pure water, left for 5 minutes, and immersed in warm water at 80 ° C. for 1 minute to form a porous support layer (thickness: 0. 13 mm) was produced.
  • the porous support layer was immersed in a 3.8 mass% aqueous solution of m-phenylenediamine for 2 minutes, then slowly pulled up in the vertical direction, and nitrogen was blown from an air nozzle to remove excess aqueous solution from the surface of the porous support layer. Then, a 0.175 mass% n-decane solution of trimesic acid chloride was applied so that the surface was completely wet, allowed to stand for 1 minute, and held vertically for another 1 minute to drain the liquid. Then, it was washed with hot water of 90 degreeC for 2 minutes to obtain a separation membrane.
  • the length L of the separation membrane in the separation membrane unit in the winding direction is 1200 mm.
  • a plurality of sheets were cut so that the length W of the effective central canal 2 in the longitudinal direction was 250 mm.
  • a net is used as a flow path material on the supply side so that the inclination angle of the net constituent yarn is 45 ° with respect to the winding direction. Placed in.
  • the surfaces on the supply side of the separation membrane are continuously urethane from the outside to the inside in the winding direction so that the end surface A in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the separation membrane opens by 20%.
  • a system adhesive was applied.
  • the end face B was continuously coated with a urethane adhesive so as to be completely closed.
  • the separation membrane was folded with the supply side side inside so that the inner peripheral end portion Y became a crease.
  • Urethane-based adhesive was continuously applied to the surfaces on the permeation side of the separation membrane so that the inner peripheral end portion was fully opened and the other end surfaces and the like were completely closed.
  • the adhesive on the permeation side of the end face A and the end face B was applied to the inside of the supply side so that p (A)> q (A) and p (B)> q (B).
  • the permeation side flow path material was prepared as follows using an applicator loaded with a comb-shaped shim having a slit width of 0.5 mm and a pitch of 0.9 mm. That is, while adjusting the temperature of the backup roll to 20 ° C., when it is used as a separation membrane element, it is linear from the inner end to the outer end in the winding direction so as to be perpendicular to the longitudinal direction of the perforated central tube.
  • Highly crystalline PP (MFR 1000 g / 10 minutes, melting point 161 ° C.) 60% by mass and low crystalline ⁇ -olefin polymer (manufactured by Idemitsu Kosan Co., Ltd .; low stereoregular polypropylene "L-MODU / S400" (trade name))
  • a composition pellet composed of 40% by mass was prepared by applying it on a polypropylene at a resin temperature of 205 ° C. and a traveling speed of 10 m / min.
  • the non-woven fabric had a thickness of 0.07 mm, a basis weight of 35 g / m 2 , and an embossed pattern (circular shape with a diameter of 1 mm and a grid shape with a pitch of 5 mm).
  • the prepared permeation-side flow path material is cut and placed on the permeation-side surface of the separation membrane sandwiching the supply flow path material, and these are placed in a perforated central canal made of ABS (acrylonitrile-butadiene-styrene). Width: 300 mm, diameter: 18 mm, number of holes 10 x linear 1 row) was spirally surrounded. A film having holes was wrapped around the outer peripheral surface of the spiral-shaped separation membrane element. In this film, there are four holes having a width (major axis) of 40 mm and a height (minor axis) of 10 mm in the width direction (corresponding to the circumferential direction of the separation membrane element) in the central portion of the film having a width of 200 mm.
  • the separation membrane element was placed in a vessel, the usage pattern was inverted L, and each performance was evaluated with a recovery rate of 90%. The results were shown in Table 1.
  • Example 2 The application position and application amount of the adhesive for adhering the end face A and the end face B are changed, and p (A), q (A), p (B), q (B), r (A), r ( Separation membranes and separation membrane elements were prepared in the same manner as in Example 1 except that B) was as shown in Table 1.
  • Example 6 The application position and application amount of the adhesive for adhering the end face A and the end face B are changed, and p (A), q (A), p (B), q (B), r (A), r ( A separation membrane and a separation membrane element were prepared in the same manner as in Example 1 except that B) was as shown in Table 2.
  • Table 2 shows the results when each performance was evaluated under the same conditions as in Example 1 except that the separation membrane element was placed in a vessel and the usage pattern was L-shaped.
  • Example 11 Each member was prepared in the same manner as in the first embodiment, and the separation membrane element was wound in the same manner as in the first embodiment except that the adhesive was not applied to the supply side surface of the separation membrane before the surrounding. did. Adhesive is applied from the outside to the end face B side in the longitudinal direction of the wound element, sucked from the end face A side with a vacuum pump, and the adhesive is drawn to the back of the supply side flow path (in the longitudinal direction of the perforated central canal). Infiltrated. An adhesive was applied (without suction) to the end face A side of the surface on the supply side of the separation membrane so that the opening ratio on the raw water side was 20% to prepare a separation membrane element.
  • Example 12 A separation membrane and a separation membrane element were produced in the same manner as in Example 11.
  • Table 3 shows the results when each performance was evaluated under the same conditions as in Example 1 except that the separation membrane element was placed in a vessel and the usage pattern was L-shaped.
  • Example 13 The separation membrane and the separation membrane element were produced in the same manner as in Example 1 except that the number of pairs of separation membranes and members to be wound was three and the winding circumference was 3 inches.
  • Example 14 to 16 The separation membrane and the separation membrane element were produced in the same manner as in Example 1 except that the aperture ratio of the opening of the end face A was as shown in Table 3.
  • Example 17 The separation membrane was cut in the same manner as in Example 1 except that the membrane and the flow path material were cut so that L and W were as shown in Table 4, and the number of pairs of membrane and flow path material to be wound was two. And a separation membrane element was made.
  • Example 18 Regarding the surface on the supply side of the separation membrane, the opening width in the vicinity of the outer peripheral portion of the separation membrane element of the end surface B is set to 200 mm, and the outer peripheral end portion is changed to a non-permeable film having no holes. Separation membranes and separation membrane elements were produced in the same manner as in Example 1 except that the opening width of X was set to 0 mm.
  • Table 4 shows the results when each performance was evaluated under the same conditions as in Example 1 except that the separation membrane element was placed in a vessel and the usage pattern was inverted S type.
  • Example 19 With respect to the surface on the supply side of the separation membrane, urethane adhesive was applied so that the opening width in the vicinity of the outer peripheral portion of the separation membrane element on the end surface B was 100 mm, and the outer peripheral end portion X was continuously opened 100 mm from the end surface B side.
  • a separation membrane and a separation membrane element were produced in the same manner as in Example 1 except for the above.
  • Table 4 shows the results when each performance was evaluated under the same conditions as in Example 1 except that the separation membrane element was placed in a vessel and the usage pattern was an inverted SL type.
  • Example 20 Each member was prepared in the same manner as in the first embodiment, and the separation membrane element was wound in the same manner as in the first embodiment except that the adhesive was not applied to the supply side surface of the separation membrane before the surrounding. did. Next, a urethane adhesive is applied from the outside to the inner circumference 20% of the end face B side in the longitudinal direction of the wound element, masking the outer circumference 80% portion of the end face B side, and then vacuuming from the end face A side. The adhesive was infiltrated in the longitudinal direction of the perforated central canal by suction with a pump.
  • a urethane adhesive is applied to the portion of the outer circumference 80% on the end face B side (without suction), and further, the opening on the end face A side is continuously 20% from the inside on the end face A side. Adhesive was applied (no suction).
  • Table 4 shows the results when each performance was evaluated under the same conditions as in Example 1 except that the separation membrane element was placed in a vessel and the usage pattern was inverted L type.
  • Example 21 A separation membrane element was produced in the same manner as in Example 18.
  • Table 5 shows the results when each performance was evaluated under the same conditions as in Example 1 except that the separation membrane element was placed in a vessel and the usage pattern was inverted S type.
  • Example 22 With respect to the surface on the supply side of the separation membrane, urethane adhesive was applied so that the opening width of the end surface B near the outer peripheral portion of the separation membrane element was 100 mm and the outer peripheral end portion X was continuously opened 100 mm from the end surface A side.
  • a separation membrane and a separation membrane element were produced in the same manner as in Example 1 except for the above.
  • Table 5 shows the results when each performance was evaluated under the same conditions as in Example 1 except that the separation membrane element was placed in a vessel and the usage pattern was SL type.
  • Table 7 shows the results when each performance was evaluated under the same conditions as in Example 1 except that the separation membrane element was placed in a vessel and the usage method was L-shaped.
  • q (A) / p (A) and q (B) / p (B) are 2, and the supply-side adhesive is applied to the effective film portion, so that film surface damage occurs during flushing. It is thought that it was. It is probable that the separation membrane element was deformed during the flushing operation due to the small r (A) and r (B) on the opposite side of the opening as 2 mm, resulting in a short pass.

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Abstract

供給側流路を長くしたスパイラル型分離膜エレメントにおいて、供給流体の圧力損失が大きい場合でも、巻回体の変形や膜面の損傷を防ぎ、安定的な透過性能と分離性能とを両立しながらの運転が可能となるように有孔中心管と、供給側の面と透過側の面とを有する複数の分離膜と、供給側流路材と、透過側流路材と、を備え、前記複数の分離膜は、供給側の面同士、および、透過側の面同士がそれぞれ向かい合うように配置されて重ねられ、前記供給側流路材は、前記分離膜の供給側の面同士の間に配置され、前記透過側流路材は、前記分離膜の透過側の面同士の間に配置され、分離膜の供給側の端面の開口部の長さ、分離膜の供給側、透過側の閉止部材の幅を所定の要件を満たすものであるスパイラル型分離膜エレメント。

Description

分離膜エレメントおよびその使用方法、ならびに水処理装置
　本発明は、分離膜エレメントおよびその使用方法、ならびに水処理装置に関する。
　海水およびかん水等に含まれるイオン性物質を除くための技術においては、近年、省エネルギーおよび省資源のためのプロセスとして、分離膜エレメントによる分離法の利用が拡大している。分離膜エレメントによる分離法に使用される分離膜は、その孔径や分離機能の点から、精密ろ過膜、限外ろ過膜、ナノろ過膜、逆浸透膜、および正浸透膜に分類される。これらの膜は、例えば海水、かん水、および有害物を含んだ水等からの飲料水の製造、工業用超純水の製造、並びに、排水処理および有価物の回収等に用いられており、目的とする分離成分および分離性能によって使い分けられている。
　分離膜エレメントとしては様々な形態があるが、分離膜の一方の面に供給流体を供給し、他方の面から透過流体を得る点では共通している。分離膜エレメントは、束ねられた複数の分離膜を備えることで、１個の分離膜エレメント当たりの有効膜面積が大きくなるように、つまり１個の分離膜エレメント当たりに得られる透過流体の量が多くなるように形成されている。分離膜エレメントとしては、用途や目的に合わせて、スパイラル型、中空糸型、プレート・アンド・フレーム型、回転平膜型、および平膜集積型等の各種の形状が提案されている。
　例えば、逆浸透ろ過には、図１に一例を示すようなスパイラル型分離膜エレメントが広く用いられる。スパイラル型分離膜エレメント１は、有孔中心管２と、有孔中心管２の周囲に巻回された分離膜ユニットとを備える。分離膜ユニットは、供給流体１０１（つまり被処理流体）を分離膜表面へ供給する供給側流路材３、供給流体１０１に含まれる分離成分を分離する分離膜４、および該分離膜４を透過し供給流体１０１から分離された透過流体１０２を有孔中心管２へと導くための透過側流路材５が積層されることで形成される。スパイラル型分離膜エレメント１は、供給流体に圧力を付与することで透過流体を多く取り出すことができる点で、好ましく用いられている。
　そして近年では、スパイラル型分離膜エレメントのさらなる高性能化の要求に応えるべく、その内部での流体の挙動を変化させる技術が、複数提案されている（特許文献１～３）。
国際公開第２０１８／０２１３８７号 国際公開第２０１７／０１９２８２号 米国特許出願公開第２０１２／０１１７８７８号明細書
　しかしながら、上記の特許文献に示されるような供給流体を高流速化したスパイラル型分離膜エレメントでは、通常の分離膜エレメントよりも供給流体の圧力損失が大きくなるので、巻回体が変形してしまうテレスコーピングが起こりやすく、そのため供給流体のショートパスが起こってしまい分離性能が充分に発揮されない問題があった。又、供給側に高圧が印加された際には、図１３の分離膜ユニット部分断面模式図に示すように、透過側への膜面の落ち込み（透過側と供給側の圧力差により透過側へ膜面が押される現象）が生じたりや、供給側閉止部材６など端部を閉止している部材の変形が起こり、膜面が損傷し、分離性能が著しく低下してしまう問題もあった。
　そこで、本発明は、供給流体の圧力損失が大きいような場合でも巻回体の変形や膜面の損傷を防ぎ、安定的な透過性能と分離性能とを両立しながらの運転が可能な、分離膜エレメントを提供することを目的とする。
　上記目的を達成するための本発明は、主に、以下のいずれかの構成を具備する。
（１）有孔中心管と、供給側の面と透過側の面とを有する複数の分離膜と、供給側流路材と、透過側流路材と、を備え、
　前記複数の分離膜は、供給側の面同士、および、透過側の面同士がそれぞれ向かい合うように配置されて重ねられ、前記供給側流路材は、前記分離膜の供給側の面同士の間に配置され、前記透過側流路材は、前記分離膜の透過側の面同士の間に配置され、前記有孔中心管のまわりに、前記分離膜、前記供給側流路材、前記透過側流路材が、前記分離膜の長手方向に巻回されてなり、
　前記分離膜の供給側の面同士は、前記有孔中心管の長手方向における端面Ａおよびその逆側の端面Ｂ、ならびに、前記有効中心管の長手方向と垂直の方向における外周端部Ｘおよび内周端部Ｙの内、前記端面Ａが外周側の端から連続的に６０～９５％閉止しており、前記端面Ｂが内周側の端から連続的に７５～１００％閉止されており、前記内周端部Ｙが閉止しており
　前記分離膜の透過側の面同士は、前記内周端部Ｙのみが開口しており、前記外周端部Ｘ、前記端面Ａ、Ｂが閉止しており、
　前記分離膜の供給側の面同士の前記端面Ａおよび前記端面Ｂの開口部の長さを、それぞれＯＬ（Ａ）およびＯＬ（Ｂ）とし、
　前記分離膜の透過側の面同士の前記端面Ａおよび前記端面Ｂを閉止するための部材の、前記有孔中心管の長手方向における内側の端の、前記端面Ａおよび前記端面Ｂからの距離を、それぞれｐ（Ａ）およびｐ（Ｂ）とし、
　前記分離膜の供給側の面同士の前記端面Ａおよび前記端面Ｂを閉止するための部材の、前記有孔中心管の長手方向における内側の端の、前記端面Ａおよび前記端面Ｂからの距離を、それぞれｑ（Ａ）およびｑ（Ｂ）とし、
　前記分離膜の供給側の面同士の前記端面Ａおよび前記端面Ｂを閉止するための部材の、前記分離膜と接している部分の、前記有孔中心管の長手方向の幅を、それぞれｒ（Ａ）およびｒ（Ｂ）とすると、
　ｐ（Ａ）≧ｑ（Ａ）かつｐ（Ｂ）≧ｑ（Ｂ）であり、
　少なくとも以下の（ｉ）（ｉｉ）のいずれかの要件を満たす分離膜エレメント。
（ｉ）前記分離膜の供給側の面同士の端面Ｂを閉止するための部材において、前記内周側の端から外周側に向かって、少なくともＯＬ（Ａ）以上の長さの部分のｒ（Ｂ）が３ｍｍ以上連続して存在する。
（ｉｉ）前記分離膜の供給側の面同士の端面Ａを閉止するための部材において、前記外周側の端から内周側に向かって、少なくともＯＬ（Ｂ）以上の長さの部分のｒ（Ａ）が３ｍｍ以上連続して存在する。
（２）　前記分離膜の供給側の面同士の内周側の開口部から供給流体を供給し、
　前記分離膜の供給側の面同士の外周側の開口部から濃縮流体を排出する、前記（１）に記載の分離膜エレメントの使用方法。
（３）　前記（１）に記載の分離膜エレメントと、
　前記分離膜の供給側の面同士の内周側の開口部に連通するように接続され供給流体を供給する供給流体供給部と、
　前記分離膜の供給側の面同士の外周側の開口部に連通するように接続され濃縮流体を排出する濃縮流体排出部を有する水処理装置。
（４）　前記（１）に記載の分離膜エレメントと、
　前記分離膜の供給側の面同士の外周側の開口部に連通するように接続され供給流体を供給する供給流体供給部と、
　前記分離膜の供給側の面同士の内周側の開口部に連通するように接続され濃縮流体を排出する濃縮流体排出部を有する水処理装置。
（５）　有孔中心管と、供給側の面と透過側の面とを有する複数の分離膜と、供給側流路材と、透過側流路材と、を備え、
　前記複数の分離膜は、供給側の面同士、および、透過側の面同士がそれぞれ向かい合うように配置されて重ねられ、かつ、その長手方向に巻回されており、
　前記供給側流路材は、前記分離膜の供給側の面同士の間に配置され、
　前記透過側流路材は、前記分離膜の透過側の面同士の間に配置され、
　前記分離膜の供給側の面同士は、前記有孔中心管の長手方向における端面Ａおよび端面Ｂの内の前記端面Ａ、および、前記有効中心管の長手方向と垂直の方向における外周端部Ｘおよび内周端部Ｙの内の前記外周端部Ｘが、５％以上開口しており、かつ、前記端面Ｂおよび前記内周端部Ｙが、いずれも閉止されており、
　前記分離膜の透過側の面同士は、前記内周端部Ｙのみが開口しており、かつ、前記外周端部Ｘ、前記端面Ａ、Ｂが閉止しており、
　前記分離膜の透過側の面同士の前記端面Ａおよび前記端面Ｂを閉止するための部材の、前記有孔中心管の長手方向における内側の端の、前記端面Ａおよび前記端面Ｂからの距離を、それぞれｐ（Ａ）およびｐ（Ｂ）とし、
　前記分離膜の供給側の面同士の前記端面Ａおよび前記端面Ｂを閉止するための部材の、前記有孔中心管の長手方向における内側の端の、前記端面Ａおよび前記端面Ｂからの距離を、それぞれｑ（Ａ）およびｑ（Ｂ）とし、
　前記分離膜の供給側の面同士の前記端面Ａおよび前記端面Ｂを閉止するための部材の、前記分離膜と接している部分の、前記有孔中心管の長手方向の幅を、それぞれｒ（Ａ）およびｒ（Ｂ）とすると、以下の関係を満たす分離膜エレメント。
　ｐ（Ａ）＞ｑ（Ａ）、ｐ（Ｂ）＞ｑ（Ｂ）、かつ、ｒ（Ｂ）≧３ｍｍ
　本発明の分離膜エレメントによれば、透過側への膜面の落ち込みや、積層された複数の分離膜同士の端部を閉止している部材の変形、さらには膜面損傷を防ぐことができ、供給流体の圧力損失が大きいような場合でも、供給側流路内での流体流速を高めた高回収率運転が可能となり、又、供給側流路内での濃度分極が抑制されることで、ファウリングやスケールの発生が減少し、安定的な透過性能および分離性能を維持することができる。
分離膜エレメントの一例を示す分解斜視図である。 本発明の分離膜エレメントの構造の一例を示す模式図（分離膜ユニットの展開図）である。 分離膜ユニット巻囲後に外部から接着剤を塗布することにより供給側の端面Ｂを閉止した場合の、分離膜ユニット断面の一例を示す模式図（展開図）である。 分離膜ユニット巻囲前に接着剤を塗布することにより供給側の端面Ｂを閉止した場合の、分離膜ユニット断面の一例を示す模式図（展開図）である。 本発明の分離膜エレメントをベッセルに装填した状態の一例を示す模式図である。 本発明の分離膜エレメントをベッセルに装填した状態の一例を示す模式図である。 本発明の分離膜エレメントの逆Ｌ型の使用方法の一例を示す模式図（分離膜ユニットの展開図）である（（ａ）供給側、（ｂ）透過側）。 本発明の分離膜エレメントのＬ型の使用方法の一例を示す模式図（分離膜ユニットの展開図）である（（ａ）供給側、（ｂ）透過側）。 本発明の分離膜エレメントの逆Ｓ型の使用方法の一例を示す模式図（分離膜ユニットの展開図）である（（ａ）供給側、（ｂ）透過側）。 本発明の分離膜エレメントのＳ型の使用方法の一例を示す模式図（分離膜ユニットの展開図）である（（ａ）供給側、（ｂ）透過側）。 本発明の分離膜エレメントの逆ＳＬ型の使用方法の一例を示す模式図（分離膜ユニットの展開図）である（（ａ）供給側、（ｂ）透過側）。 本発明の分離膜エレメントのＳＬ型の使用方法の一例を示す模式図（分離膜ユニットの展開図）である（（ａ）供給側、（ｂ）透過側）。 膜面の落ち込みの一例を示す模式図（分離膜ユニットの部分断面展開図）である。
　以下に、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこれらによって何ら限定されるものではない。また、本明細書においては、本発明の分離膜エレメントの概略構成を説明するにあたり図１を用いるが、図１に示す分離膜エレメントには、本発明における各分離膜ユニットの供給流体や透過流体の流路は反映されておらず、それらは図２～１２を用いて詳細を説明する。
　本発明の分離膜エレメントは、図１、図２に示すように、有孔中心管２と、供給側の面１０と透過側の面１１とを有する複数の分離膜４と、供給側流路材３と、透過側流路材５と、を備えることを必要とする。又、本発明の分離膜エレメント１Ａが備える複数の分離膜４は、供給側の面１０同士、および、透過側の面１１同士がそれぞれ向かい合うように配置されて重ねられ、かつ、図１に一例を示すように、その長手方向に巻回されている。なお、本発明においては、説明の便宜上、複数の分離膜４の間に供給側流路材３もしくは透過側流路材５を挟んだ状態のものを分離膜ユニットと称する。
　（１）分離膜
　本発明の分離膜エレメント１Ａが備える分離膜４としては、使用方法、目的等に応じた分離性能を有する膜が用いられる。分離膜４は、単一層であっても構わないし、分離膜４の強度または寸法安定性等の観点から、分離機能層と基材とを備える複合膜であっても構わない。又、複合膜においては、分離機能層と基材との間に、さらに多孔性支持層があっても構わない。ここで分離膜４が複合膜である場合、分離機能層を備える面を供給側の面１０、分離機能層を備える面とは反対側の面を透過側の面１１という。
　分離機能層は、分離機能および支持機能の両方を有する層であっても構わないし、分離機能のみを有していても構わない。なお、「分離機能層」とは、少なくとも分離機能を有する層をいう。
　分離機能層が分離機能および支持機能の両方を有する場合、分離機能層としては、セルロース、ポリフッ化ビニリデン、ポリエーテルスルホンおよびポリスルホンからなる群から選ばれるポリマーを主成分として含有する層が好ましい。
　一方で、分離機能層としては、孔径の制御が容易であり、かつ耐久性に優れるという観点から、架橋高分子の層が好ましい。中でも、供給流体１０１中の分離成分の分離性能に優れるという観点から、多官能アミンと多官能酸ハロゲン化物とを重縮合させて得られるポリアミド分離機能層や、有機無機ハイブリッド機能層等が好ましい。これらの分離機能層は、多孔性支持層上でモノマーを重縮合することによって形成することができる。
　ポリアミドを主成分として含有する分離機能層は、公知の方法により、多官能アミンと多官能酸ハロゲン化物とを界面重縮合することで形成することができる。例えば、多孔性支持層上に多官能アミン溶液を塗布し、余分な多官能アミン溶液をエアーナイフなどで除去し、その後、多官能酸ハロゲン化物を含有する有機溶媒溶液を塗布することで、重縮合が起きてポリアミド分離機能層が形成される。
　多孔性支持層に使用される素材や、その形状は特に限定されないが、例えば、多孔性樹脂によって基材上に形成されたものでも構わない。多孔性支持層としては、例えば、ポリスルホン、酢酸セルロース、ポリ塩化ビニル、エポキシ樹脂若しくはそれらの混合物の層、または、それらの層を積層したものが挙げられるが、化学的、機械的および熱的に安定性が高く、孔径が制御しやすい、ポリスルホンを含有する層が好ましい。
　ポリスルホンを含有する多孔性支持層は、例えば、ポリスルホンのＮ，Ｎ－ジメチルホルムアミド溶液を、基材（例えば、密に織ったポリエステル不織布）の上に一定の厚みに注型し、それを水中で湿式凝固させることによって形成することができる。
　又、多孔性支持層は、“オフィス・オブ・セイリーン・ウォーター・リサーチ・アンド・ディベロップメント・プログレス・レポート”Ｎｏ．３５９（１９６８）に記載された方法に従って形成することができる。なお、所望の形態を得るために、ポリマー濃度、溶媒の温度または貧溶媒は、適宜調整可能である。
　分離膜４の基材としては、強度または流体透過性の観点から、繊維状の基材を用いることが好ましく、長繊維不織布または短繊維不織布を用いることがより好ましい。
　本発明の分離膜エレメントを構成するためには分離膜４は長方形状に形成される。そして、そのような形状の分離膜４が、図１に示すように、有孔中心管２の周りに巻回される。分離膜４の巻回方向の長さ、すなわち分離膜４の長手方向における長さＬと、分離膜４の長手方向に垂直な方向における長さＷ（すなわち、有孔中心管２の長手方向の長さ）と、の比であるＬ／Ｗの値が大きいほど、分離膜４を供給流体１０１が通過する際の流速が増加するため、濃度分極の抑制の観点から好ましい。具体的には、Ｌ／Ｗの値は、２．５以上であることが好ましい。なお上記長さＬは、７５０ｍｍ以上であることが好ましい。
　（２）供給側流路材
　本発明の分離膜エレメント１Ａが備える供給側流路材３は、分離膜４の供給側の面１０同士の間に挟まれるように配置され、分離膜４に供給流体を供給する流路（すなわち供給側流路）を形成する。供給側流路材３は、供給流体１０１の濃度分極を抑制するために、供給流体１０１の流れを乱すような形状になっていることが好ましい。
　供給側流路材３は、フィルム若しくはネット、または、空隙を有するシートに凸状物が設けられたような連続形状を有している部材であっても構わないし、あるいは、分離膜４に対して０より大きく１未満である投影面積比を示す、不連続形状を有するものであっても構わない。又、供給側流路材３は分離膜４と分離可能であっても構わないし、分離膜４に固着していても構わない。
　なお、供給側流路材３の素材は特に限定されず、分離膜４と同素材であっても異素材であっても構わない。
　供給側流路に関しては、流路を安定に形成することも重要であるが、通過する流体が透過側流路よりも多量であるため、圧力損失を低減することも重要である。そのため、分離膜４に対する供給側流路材３の投影面積比は、０．０３～０．８０であることが好ましく、０．０５～０．５０であることがより好ましく、０．０８～０．３５であることがさらに好ましい。
　分離膜４に対する供給側流路材３の投影面積比は、供給側流路材３を膜面に垂直な方向からマイクロスコープで撮影した画像を解析することによって算出することができる。
　供給側流路材３の厚みが過度に大きいと、分離膜エレメント１Ａ当たりの有効膜面積が小さくなる。一方で、供給側流路材３の厚みが過度に小さいと、供給側流路の圧力損失が大きくなり、分離性能や透過性能が低下してしまう。そのため、供給側流路材３の厚みは０．０８～２．０ｍｍが好ましく、０．２０～１．００ｍｍがより好ましい。
　供給側流路材３の厚みは、市販の厚み測定器により直接測定することができる。
　（３）透過側流路材
　本発明の分離膜エレメント１Ａが備える透過側流路材５は、分離膜４の透過側の面１１同士の間に挟まれるように配置され、分離膜４を透過した流体を透過側出口端面まで導く流路（すなわち透過側流路）を形成する。
　透過側流路材５は、透過側流路の流動抵抗を低減し、かつ加圧ろ過下においても分離膜４の透過流体流路への落ち込みを抑制し、流路を安定に形成するため、その横断面積比が０．３～０．７５であることが好ましく、０．４～０．６であることがより好ましい。透過側流路材５としては、例えば、従来のトリコット、繊維の目付量を低減した緯編物、不織布のような多孔性シートに突起物を配置したシート、または、フィルムや不織布を凹凸加工した凹凸加工シートが挙げられる。
　ここで、透過側流路材の横断面積比について説明する。透過側流路材を分離膜エレメントに装填した際、集水管の長手方向に沿って透過側流路材の凸部を通るように切断し、その断面について、凸部の中心と隣接する凸部の中心との距離（ピッチとも言う）と透過側流路材の高さの積に対する、凸部の中心と隣接する凸部の中心との間に占める透過側流路材の横断面積との比が横断面積比である。具体的な測定方法としては、上述のように透過側流路材を切断し、顕微鏡画像解析装置を用いて算出することができる。
　上記のような特定の横断面積比を有する透過側流路材５を本発明の分離膜エレメント１Ａに配置することにより、透過側流路の流動抵抗をより低減することができる。それに伴い、流動抵抗が大きい流路材を含む分離膜エレメントと対比で、同じ回収率で運転した際、供給流体１０１の流速が速まり濃度分極を小さくでき、特に高回収率運転下における濃度分極の増加やスケールの発生をさらに抑制することができる。
　透過側流路材５の厚みが過度に大きいと、分離膜エレメント１Ａ当たりの有効膜面積が小さくなる。一方で、透過側流路材５の厚みが過度に小さいと、透過側流路の圧力損失が大きくなる。そのため、透過側流路材５の厚みは０．０５～０．５０ｍｍが好ましく、０．１０～０．４０ｍｍがより好ましい。
　透過側流路材５の厚みは、市販の厚み測定器により直接測定することができる。
　透過側流路材５の素材は、スパイラル状により容易に巻回することを可能とするため、その圧縮弾性率が、０．１～５．０ＧＰａであることが好ましい。その圧縮弾性率が０．１～５．０ＧＰａである素材としては、例えば、ポリエステル、ポリエチレンまたはポリプロピレンが挙げられる。
　透過側流路材５の圧縮弾性率は、精密万能試験機を用いて圧縮試験を行い、応力ひずみ線図を作成することによって測定することができる。
　（４）分離膜エレメント
　＜分離膜エレメントの概要＞
　本発明の分離膜エレメントは、供給側流路が長くとれるスパイラル型分離膜エレメントであるが、かかる分離膜エレメントにおいて、上記分離膜４の供給側の面１０同士は、図２の分離膜ユニット展開図に例示するように、上記有孔中心管２の長手方向における端面Ａおよび逆側の端面Ｂ、上記有孔中心管２の長手方向と垂直の方向における外周端部Ｘおよび内周端部Ｙの内、上記端面Ａが外周側の端から連続的に６０～９５％閉止しており、上記端面Ｂが内周側の端から連続的に７５～１００％閉止しており、上記内周端部Ｙが閉止している。すなわち、分離膜４の供給側の面１０同士は、端面Ａにおける内周端部近傍が開口しているとともに、端面Ｂにおける外周端部近傍および／または外周端部Ｘが開口している。一方、上記分離膜４の透過側の面１１同士は、上記内周端部Ｙのみが開口しており、その他の外周端部Ｘ、端面Ａ、Ｂは閉止している必要がある。重ねられた複数の分離膜をこのように接着することにより、供給流体１０１の流れを巻回方向とすることができる。そのため、特に上記分離膜４の、巻回方向における長さＬと上記有効中心管２の長手方向における長さＷとの比であるＬ／Ｗが、２．５以上の分離膜エレメント１Ａにおいては、有孔中心管２に対して平行に供給流体１０１が流れる従来の分離膜エレメント１に対して、供給流体１０１の流速を高めることができ、よりファウリングやスケーリングに強いエレメントとすることができる。また、分離膜４の透過側の面１１同士の内周端部Ｙは、圧力損失低減の観点から、９０％以上開口していることが好ましい。
　図５および図６は、本発明の分離膜エレメント１Ａをベッセル２３に装填した状態の一例を示す模式図である。図５および図６に示す態様における分離膜エレメント１Ａは、積層され巻回された分離膜ユニットの外周面に、流体を通過させる複数の孔を有する多孔性部材２０が、さらに巻回されている。多孔性部材２０としては、例えば、ネット、または孔性フィルム等が挙げられる。
　なお図５および図６に示す態様においては、ベッセル２３内で供給流体１０１、透過流体１０２、濃縮流体１０３が混合されることがないよう、分離膜エレメント１Ａとベッセル２３との隙間に、ブラインシール２２が配置されている。
　＜逆Ｌ型分離膜エレメント＞
　本発明の分離膜エレメント１Ａには、供給流体の流れ方向の点で分類された複数種の分離膜エレメントが包含される。そのうちの一種が逆Ｌ型分離膜エレメントである。逆Ｌ型分離膜エレメントにおける分離膜の接着箇所およびその使用方法の一態様では、図７（分離膜ユニットの展開図）に示すように、分離膜４の供給側の面１０同士の上記端面Ａの開口部から供給流体１０１を供給し、分離膜４の供給側の面１０同士の外周端部Ｘの開口部から濃縮流体１０３を排出する。このような使用方法が適用される分離膜エレメント１Ａを、ここでは逆Ｌ型分離膜エレメントという。
　逆Ｌ型分離膜エレメントにおいて、分離膜４の供給側の面１０同士は、例えば上記端面Ａおよび外周端部Ｘが５％以上開口しており、かつ、上記端面Ｂおよび上記内周端部Ｙが、いずれも閉止されていることが好ましい。また、分離膜４の透過側の面１１同士は、上記内周端部Ｙのみ開口し、かつ、外周端部Ｘ、端面Ａ、Ｂはいずれも閉止されている必要がある。すなわち、逆Ｌ型分離膜エレメントでは、分離膜４の供給側の面１０同士の上記端面Ｂは完全に閉止される。一方、分離膜４の供給側の面１０同士の上記端面Ａは、供給側流路内の供給流体１０１の流れを均質化する観点から、上記内周端部の近傍が開口しており、５～４０％開口していることがより好ましい。なお上記端面Ａにおいて開口した部分（開口部）は一箇所に限定されず、複数に分かれていても構わない。分離膜の供給側の面１０同士の上記外周端部Ｘは、濃縮流体１０３出口近傍の流速を高めるため、開口率を小さくしても構わない。なお外周端部Ｘにおける開口部も一箇所に限定されず、複数に分かれていても構わない。本発明において開口率とは、該開口部が設けられた分離膜の辺における、分離膜４の全長さに対する開口部の長さの比である。開口部長さＯＬ（Ａ）は図７に示すように開口部の内周端から外周端までの長さであり、開口部が複数に分かれている場合には、最も内周側の開口部の内周端から、最も外周側の開口部の外周端までの長さとする。
　＜Ｌ型分離膜エレメント＞
　本発明の分離膜エレメント１ＡにはＬ型分離膜エレメントも包含される。Ｌ型分離膜エレメントにおける分離膜の接着箇所およびその使用方法の一態様では、図８（分離膜ユニットの展開図）に示すように、分離膜４の供給側の面１０同士の上記外周端部Ｘの開口部から供給流体１０１を供給し、分離膜４の供給側の面１０同士の上記端面Ａの開口部から濃縮流体１０３を排出する。このような使用方法が適用される分離膜エレメント１Ａを、ここではＬ型分離膜エレメントという。
　Ｌ型分離膜エレメントにおいて、分離膜４の供給側の面１０同士は、例えば、上記端面Ａおよび外周端部Ｘが５％以上開口しており、かつ、上記端面Ｂおよび上記内周端部Ｙが、いずれも閉止されていることが好ましい。また、分離膜４の透過側の面１１同士は、上記内周端部Ｙのみ開口し、かつ、外周端部Ｘ、端面Ａ、Ｂはいずれも閉止されている必要がある。すなわち、Ｌ型分離膜エレメントでは、分離膜４の供給側の面１０同士の上記端面Ｂは完全に閉止される。そして、Ｌ型分離膜エレメントは逆Ｌ型分離膜エレメントと同様の接着方法となるが、分離膜４の供給側の面１０同士の上記端面Ａから濃縮流体１０３を排出することになるので、上記端面Ａの上記内周端部Ｙの近傍の開口率は逆Ｌ型分離膜エレメントの場合よりも小さいことが好ましい。同様に分離膜４の供給側の面１０同士の上記外周端部Ｘは、供給流体１０１を供給するため、外周端部Ｘの開口率は９０％以上とすることが好ましい。なお、上記端面Ａおよび外周端部Ｘにおける開口部は、いずれも、一箇所に限定されず、複数に分かれていても構わない。開口部長さＯＬ（Ａ）は図８に示すように開口部の内周端から外周端までの長さである。
　＜逆Ｓ型分離膜エレメント＞
　本発明の分離膜エレメント１Ａには、逆Ｓ型分離膜エレメントも包含される。逆Ｓ型分離膜エレメントにおける分離膜の接着箇所およびその使用方法の一態様では、図９（分離膜ユニットの展開図）に示すように、分離膜４の供給側の面１０同士の上記端面Ａの内周近傍の開口部から供給流体１０１を供給し、分離膜４の供給側の面１０同士の上記端面Ｂの外周近傍の開口部から濃縮流体１０３を排出する。このような使用方法が適用される分離膜エレメント１Ａを、ここでは逆Ｓ型分離膜エレメントという。
　逆Ｓ型分離膜エレメントでは、分離膜４の供給側の面１０同士の上記外周端部Ｘは完全に閉止される。分離膜４の供給側の面１０同士の供給流体１０１が供給される上記端面Ａは、供給側流路内の供給流体１０１の流れを均質化する観点から、上記内周端部Ｙの近傍が開口しており、５～４０％開口していることがより好ましい。なお上記端面Ａにおいて開口した部分（開口部）は一箇所に限定されず、複数に分かれていても構わない。分離膜４の供給側の面１０同士の濃縮流体１０３が排出される上記端面Ｂは、供給側流路内の供給流体１０１の流れを均質化する観点から、上記外周端部Ｘの近傍が開口しており、濃縮流体１０３出口近傍の流速を高めるため、供給側の端面よりも開口率を小さくしても構わない。なお、上記端面Ｂにおける開口部も一箇所に限定されず、複数に分かれていても構わない。開口部長さＯＬ（Ａ）およびＯＬ（Ｂ）は、図９に示すように開口部の内周端から外周端までの長さであり、開口部がそれぞれの端面において複数に分かれている場合には、それぞれの端面において、最も内周側の開口部の内周端から、最も外周側の開口部の外周端までの長さとする。
　＜Ｓ型分離膜エレメント＞
　本発明の分離膜エレメント１Ａには、Ｓ型分離膜エレメントも包含される。Ｓ型分離膜エレメントにおける分離膜の接着箇所およびその使用方法の一態様では、図１０（分離膜ユニットの展開図）に示すように、分離膜４の供給側の面１０同士の上記端面Ｂの外周近傍の開口部から供給流体１０１を供給し、分離膜４の供給側の面１０同士の上記端面Ａの内周近傍の開口部から濃縮流体１０３を排出する。このような使用方法が適用される分離膜エレメント１Ａを、ここではＳ型分離膜エレメントという。
　Ｓ型分離膜エレメントでは、分離膜４の供給側の面１０同士の上記外周端部Ｘは完全に閉止される。Ｓ型分離膜エレメントは逆Ｓ型分離膜エレメントと同様の接着方法となるが、分離膜４の供給側の面１０同士の上記端面Ａの内周端部Ｙの近傍の開口部から濃縮流体１０３を排出することになるので、上記端面Ａの内周端部の近傍の開口率は逆Ｓ型分離膜エレメントの場合よりも小さいことが好ましい。同様に分離膜４の供給側の面１０同士の上記端面Ｂの外周端部Ｘ近傍の開口部は、供給流体１０１を供給するので、内周端部Ｙ近傍の開口部よりも大きいことが好ましい。なお端面Ａ、Ｂにおける開口部は、いずれも、一箇所に限定されず、複数に分かれていても構わない。開口部長さＯＬ（Ａ）およびＯＬ（Ｂ）は、図１０に示すように開口部の内周端から外周端までの長さであり、開口部がそれぞれの端面において複数に分かれている場合には、それぞれの端面において、最も内周側の開口部の内周端から、最も外周側の開口部の外周端までの長さとする。
　＜逆ＳＬ型分離膜エレメント＞
　本発明の分離膜エレメント１Ａには、逆ＳＬ型分離膜エレメントも包含される。逆ＳＬ型分離膜エレメントにおける分離膜の接着箇所およびその使用方法の一態様では、図１１（分離膜ユニットの展開図）に示すように、分離膜４の供給側の面１０同士の上記端面Ｂの外周近傍および分離膜４の供給側の面１０同士の上記外周端部Ｘが開口しており、分離膜４の供給側の面１０同士の上記端面Ａの内周近傍が開口している。この分離膜エレメント１Ａにおいて、内周端部Ｙ近傍の端面Ａの開口部から供給流体１０１を供給する使用方法を逆ＳＬ型エレメントという。この分離膜エレメントは、逆Ｓ型と逆Ｌ型を組み合わせたような分離膜エレメント、すなわち、上述の逆Ｓ型分離膜エレメントと逆Ｌ型分離膜エレメントとを足し合わせたような形態となっている。外周端部Ｘの開口位置については限定されない。開口部長さＯＬ（Ａ）およびＯＬ（Ｂ）は図１１に示すように開口部の内周端から外周端までの長さである。
　＜ＳＬ型分離膜エレメント＞
　本発明の分離膜エレメント１Ａには、ＳＬ型分離膜エレメントも包含される。ＳＬ型分離膜エレメントにおける分離膜の接着箇所およびその使用方法の一態様では、図１２（分離膜ユニットの展開図）に示すように、分離膜４の供給側の面１０同士の上記端面Ｂの外周近傍および分離膜４の供給側の面１０同士の上記外周端部Ｘが開口しており、分離膜４の供給側の面１０同士の上記端面Ａの内周近傍が開口している。この分離膜エレメント１Ａにおいて、外周端部Ｘおよび端面Ｂの開口部から供給流体１０１を供給する使用方法をＳＬ型エレメントという。この分離膜エレメントはＳ型とＬ型を組み合わせたような分離膜エレメント、すなわち、上述のＳ型分離膜エレメントとＬ型分離膜エレメントとを足し合わせたような形態となっている。外周端部Ｘの開口位置については限定されない。開口部長さＯＬ（Ａ）およびＯＬ（Ｂ）は図１２に示すように開口部の内周端から外周端までの長さである。
　＜分離膜の閉止方法・閉止箇所＞
　上述の各種分離膜エレメントを製造するにあたり、分離膜４の供給側の面１０同士の、有孔中心管２の長手方向の端面Ａおよび端面Ｂを閉止する方法としては、巻囲前に行う場合と巻囲後に行う方法がある。巻囲前に行う方法としては、接着剤による接着、ホットメルト樹脂による接着、粘着テープによる接着、が挙げられる。巻囲後に行う場合は、外部から接着剤を塗布し接着する方法などが挙げられる。
　また、有孔中心管２の長手方向の端面Ａおよび端面Ｂには、図１に示すように、巻回体のテレスコーピングを防ぐため端板２１を装着しても良い。端面Ａに装着される端板２１には、流体が出入りするため、孔が存在することが必要である。端面Ｂに装着される端板２１には、端面Ｂから流体が出入りする場合は孔が存在しており、端面Ｂから流体が出入りしない場合は孔が存在してもしなくてもどちらでも良い。端板２１の素材としては、例えば、ＡＢＳ、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンまたはポリプロピレンが挙げられる。
　分離膜４の供給側の面１０同士の内周端部Ｙ若しくは外周端部Ｘを閉止する方法としては、例えば、接着剤による接着、ホットメルト樹脂による接着、粘着テープによる接着、分離膜４の折り畳み、が挙げられる。
　一方、分離膜４の透過側の面１１同士の、有孔中心管２の長手方向と垂直の方向の外周端部Ｘおよび内周端部Ｙを閉止する方法としては、例えば、接着剤による接着、ホットメルト樹脂による接着、粘着テープによる接着などが挙げられる。
　供給側の面１０同士および透過側の面１１同士を閉止するための供給側閉止部材６および透過側閉止部材７としては、接着強度や硬化時の硬度、ハンドリング性などを加味し、ウレタン系接着剤、または、エポキシ系接着剤を使用することが望ましい。また、接着剤の硬化前の粘度は、その取り扱いを容易なものとしつつ、分離膜４を巻回する際のしわの発生を抑制する観点から、４～１５Ｐａ・ｓであることが好ましく、５～１２Ｐａ・ｓであることがより好ましい。
　以上のように、有孔中心管２、分離膜４、供給側流路材３および透過側流路材５を配置し端部Ｘ、Ｙおよび端面Ａ、Ｂを閉止または開口することによって、供給流体１０１の流れを分離膜４の長手方向に沿う方向にすることができるため、供給流体１０１を高流速化したスパイラル型分離膜エレメントとすることができる。しかし、単純に上述の方法で供給流体１０１を高流速化したスパイラル型分離膜エレメントとしただけでは、通常の分離膜エレメント１よりも供給流体１０１の圧力損失が大きくなるので、巻回体が変形してしまうテレスコーピングが起こりやすく、そのため供給流体１０１のショートパスが起こってしまい分離性能が充分に発揮されない問題があった。また、供給側流路に高圧が印加された際に、透過側へ膜面が押されることによる透過側への膜面の落ち込みや、端部を閉止している部材の変形が起こることにより膜面の機能層が損傷し、分離性能が著しく低下してしまう問題もあった。
　これに対して、本発明においては、図３、図４の分離膜ユニット断面図（但しいずれの図も端面Ｂ側の端部を示している）ならびに図７～図１２の分離膜ユニットの展開図に例示するように、分離膜エレメント１Ａが、分離膜４の供給側の面１０同士の端面Ａおよび端面Ｂの開口部の長さをそれぞれＯＬ（Ａ）およびＯＬ（Ｂ）とし、分離膜４の透過側の面１１同士の端面Ａおよび端面Ｂを閉止するための透過側閉止部材７の、有孔中心管２の長手方向における内側の端の、該端面Ａおよび端面Ｂからの距離をそれぞれｐ（Ａ）およびｐ（Ｂ）とし、分離膜４の供給側の面１０同士の端面Ａおよび端面Ｂを閉止するための供給側閉止部材６の、有孔中心管２の長手方向における内側の端の、該端面Ａおよび端面Ｂからの距離をそれぞれｑ（Ａ）およびｑ（Ｂ）とし、分離膜４の供給側の面１０同士の端面Ａおよび端面Ｂを閉止するための供給側閉止部材６の、分離膜４と接している部分の、有孔中心管２の長手方向の幅をそれぞれｒ（Ａ）およびｒ（Ｂ）とすると、ｐ（Ａ）≧ｑ（Ａ）かつｐ（Ｂ）≧ｑ（Ｂ）であり、かつ、少なくとも以下の（ｉ）（ｉｉ）のいずれかの要件を満たすものとする。
（ｉ）分離膜４の供給側の面１０同士の端面Ｂを閉止するための供給側閉止部材６において、内周側の端から外周側に向かって、少なくともＯＬ（Ａ）以上の長さの部分のｒ（Ｂ）が３ｍｍ以上連続して存在する。
（ｉｉ）分離膜４の供給側の面１０同士の端面Ａを閉止するための供給側閉止部材６において、外周側の端から内周側に向かって、少なくともＯＬ（Ｂ）以上の長さの部分のｒ（Ａ）が３ｍｍ以上連続して存在する。
　ここで、ｐ、ｑ、ｒは、それぞれ、分離膜ユニットを展開した状態で、巻囲方向に向かって２０ｍｍ間隔で測定した平均値である。また、内周、外周とは、分離膜ユニットを展開した状態で有孔中心管２に最も近い部分を内周、有孔中心管２から最も遠い部分を外周という。
　本発明においては、分離膜４の全域においてｐ（Ａ）≧ｑ（Ａ）かつｐ（Ｂ）≧ｑ（Ｂ）とすることにより、分離膜４の供給側の面１０の有効膜部分に供給側閉止部材６が接しないため、膜面の損傷を防ぐことができる。
　そして、例えば図７、９、１１に示すように、端面Ａの内周端に設けた長さＯＬ（Ａ）の開口部から供給流体を流入せしめる場合、該開口部とは逆側の端面Ｂの内周側の供給側閉止部材６で流動抵抗による荷重を支えることになる。また、例えば図１０、１２に示すように、端面Ｂに設けた長さＯＬ（Ｂ）の開口部から供給流体を流入せしめる場合は、該開口部とは逆側の端面Ａの供給側閉止部材６で流動抵抗による荷重を支えることになる。また、例えば図８に示すように、外周端部Ｘに設けた開口部から供給流体を流入せしめる場合は、端面Ａおよび端面Ｂの両方の供給側閉止部材６で流動抵抗により荷重を支えることになるが、開口部が存在する端面Ａの逆側（すなわち端面Ｂ）の供給側閉止部材６の部分が最も弱くなる。そして供給側閉止部材６の接着が弱い場合、その部分から分離膜エレメントが変形してしまうことになる。しかしながら、本発明では、上記（ｉ）および（ｉｉ）の少なくとも一方を満たすことによって、分離膜の供給側の面同士の閉止をより強固にすることができ、分離膜エレメント１Ａに大きな流動抵抗がかかった際にも、巻回体の変形を防ぐことができる。
　逆Ｌ型およびＬ型分離膜エレメントの場合は、供給側の面１０同士の開口部が端面Ａに存在するため、上記（ｉ）を満たす必要がある。逆Ｓ型、Ｓ型、逆ＳＬ型，およびＳＬ型分離膜エレメントの場合、特により供給流体１０１が高圧となる流体が供給される側の端面とは逆側の端面を強固にする必要がある。すなわち、逆Ｓ型および逆ＳＬ型であれば少なくとも上記（ｉ）、Ｓ型およびＳＬ型であれば少なくとも上記（ｉｉ）を満たす必要がある。
　ここで、分離膜の供給側の面同士の端面ＡおよびＢに対して、巻囲後に外部から接着剤を塗布し接着する際は、上記（ｉ）および（ｉｉ）を満たすためにｒ（Ａ）およびｒ（Ｂ）を３ｍｍ以上にする部分では、外部から圧力を加えて接着剤を押し込む、あるいは反対側の端面より吸引し接着剤を吸い込むなどの操作を行うことが好ましい。
　また、分離膜４の透過側の面１１同士のｐ（Ａ）およびｐ（Ｂ）は、有効膜面積をできるだけ確保しつつ強度を保つため、５～３０ｍｍが好ましい。
　ｐ（Ｂ）とｑ（Ｂ）の比率については、有効膜面積以外の供給側流路を狭め、より高流速で供給流体１０１を流すため、ｑ（Ｂ）／ｐ（Ｂ）≧０．５とすることが好ましい。ｐ（Ａ）とｑ（Ａ）の比率についても、同様の理由で、ｑ（Ａ）／ｐ（Ａ）≧０．５とすることが好ましい。ｑ／ｐはエレメント内を２０ｍｍ間隔で測定した平均値である。
　さらに、３ｍｍ以上である上記ｒ（Ａ）またはｒ（Ｂ）の変動係数が０．００以上０．２０以下であれば、圧力損失により加わる荷重をより均一に支えることができ、ｒ（Ａ）またはｒ（Ｂ）が３ｍｍに近いような状況でも分離膜エレメントの変形をより確実に防ぐことができる。変動係数は、巻囲方向に向かって２０ｍｍ間隔でｒ（Ａ）またはｒ（Ｂ）を測定し、その標準偏差を平均値で除した値である。
　＜水処理装置＞
　本発明の分離膜エレメント１Ａは、例えばＲＯ浄水器などの水処理装置に適用することができる。図７、９、１１に例示した逆Ｌ型、逆Ｓ型、逆ＳＬ型分離膜エレメントの場合、上記分離膜４の供給側の面１０同士の上記端面Ａの内周側の開口部から供給流体１０１を供給し、上記分離膜４の供給側の面１０同士の上記端面Ｂまたは外周端部Ｘまたはその両方の開口部から濃縮流体を排出するように水処理装置に接続される。そのため、分離膜４の供給側の面１０同士の内周側の開口部（前記端面Ａの内周側の開口部）に連通するように供給流体供給部が接続され、分離膜４の供給側の面１０同士の外周側の開口部（上記端面Ｂまたは外周端部Ｘまたはその両方の開口部）に連通するように濃縮流体排出部が接続される。
　一方、Ｌ型、Ｓ型、ＳＬ型分離膜エレメントの場合、上記分離膜４の供給側の面１０同士の上記端面Ｂまたは外周端部Ｘまたはその両方の開口部から供給流体１０１を供給し、上記分離膜４の供給側の面１０同士の上記端面Ａの内周側の開口部から濃縮流体１０３を排出するように水処理装置に接続される。そのため、分離膜４の供給側の面１０同士の外周側の開口部（上記端面Ｂまたは外周端部Ｘまたはその両方の開口部）に連通するように供給流体供給部が接続され、分離膜４の供給側の面１０同士の内周側の開口部（前記端面Ａの内周側の開口部）に連通するように濃縮流体排出部が接続される。
　以下に実施例によって本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら限定されるものではない。
　（ｐ（Ａ）、ｐ（Ｂ）、ｑ（Ａ）、ｑ（Ｂ）、ｒ（Ａ）、ｒ（Ｂ））
　ｐ（Ａ）、ｐ（Ｂ）、ｑ（Ａ）、ｑ（Ｂ）、ｒ（Ａ）、ｒ（Ｂ）の測定は、分離膜エレメントの巻囲をほどき、分離膜エレメントを展開した状態で行う。巻囲方向に向かって２０ｍｍ間隔でノギスを用い測定し、平均値を算出する。なお、分離膜エレメントの展開にあたっては、分離膜の供給側の面同士を接着している接着剤を剥がしながら、分離膜ユニットを伸ばすようにして展開する。
　（ＯＬ（Ａ）、ＯＬ（Ｂ））
　ＯＬ（Ａ）、ＯＬ（Ｂ）の測定は、分離膜エレメントの巻囲をほどき、分離膜エレメントを展開した状態で、ノギスを用い測定する。
　（初期造水量および造水量低下率）
　供給流体として水道水を用いた。運転圧力０．２ＭＰaで濃縮水バルブを開放し、３０分間のフラッシング運転を行った。その後、運転圧力０．５５ＭＰａ、温度２５℃の条件下で６０分間運転した後に１分間の透過水のサンプリングを行い、初期造水量（Ｌ／ｍｉｎ）を測定した。その後、１００時間運転を行った後の造水量を同様に測定し、下記式から造水量低下率を算出した。
　造水量低下率（％）＝１００×（１－（１００時間運転後の造水量）／（初期造水量））
　（回収率）
　初期造水量の測定において、１分間に供給した供給水量と透過水量との比率を回収率とした。
　（ＴＤＳ除去率）
　初期造水量の測定における１分間のサンプリングに供した供給水およびサンプリングした透過水について、総溶解固形分（以下、「ＴＤＳ」）の濃度を電気伝導率測定によりそれぞれ測定し、下記式からＴＤＳ除去率を算出した。
　ＴＤＳ除去率（％）＝１００×｛１－（透過水中のＴＤＳ濃度／供給水中のＴＤＳ濃度）｝
　（実施例１）
　ポリエチレンテレフタレート繊維からなる不織布（糸径：１デシテックス、厚み：約０．０９ｍｍ、密度：０．８０ｇ／ｃｍ３）上にポリスルホンの１５．２質量％Ｎ－ジメチルホルムアミド溶液を１８０μｍの厚みで室温（２５℃）にてキャストし、直ちに純水中に浸漬して５分間放置し、８０℃の温水に１分間浸漬することによって、繊維補強ポリスルホン支持層からなる、多孔性支持層（厚み：０．１３ｍｍ）を作製した。
　多孔性支持層をｍ－フェニレンジアミンの３．８質量％水溶液中に２分間浸漬した後、垂直方向にゆっくりと引き上げ、エアーノズルから窒素を吹き付けて多孔性支持層表面から余分な水溶液を取り除いた後、トリメシン酸クロリドの０．１７５質量％ｎ－デカン溶液を表面が完全に濡れるように塗布して１分間静置し、さらに１分間垂直に保持して液切りした。その後、９０℃の熱水で２分間洗浄して、分離膜を得た。
　このように得られた分離膜を、折り目が内周端部Ｙとなるように、かつ、供給側を内側にして折りたたんだ際、分離膜ユニットにおける分離膜の巻回方向の長さＬが１２００ｍｍ、有効中心管２の長手方向における長さＷが２５０ｍｍとなるように、複数枚断裁加工した。そして、裁断した分離膜の上に、ネット（厚み：０．５ｍｍ、ピッチ：３ｍｍ×３ｍｍ）を供給側流路材として、ネット構成糸の傾斜角度が巻回方向に対して４５°となるように、配置した。
　分離膜の供給側の面同士は、図７に示すように、分離膜の長手方向に対し垂直な方向における端面Ａが２０％開口するように、巻回方向の外側から内側にかけて連続的にウレタン系接着剤を塗布した。端面Ｂは、全面閉止されるように連続的にウレタン系接着剤を塗布した。そして、内周端部Ｙが折り目となるように、分離膜を、供給側の面を内側にして折り畳んだ。分離膜の透過側の面同士は、内周端部が全面開口し、その他の端面等が全面閉止されるように、連続的にウレタン系接着剤を塗布した。この際に、ｐ（Ａ）＞ｑ（Ａ）かつｐ（Ｂ）＞ｑ（Ｂ）となるように、端面Ａおよび端面Ｂの透過側の接着剤を供給側よりも内側に塗布した。
　透過側流路材は、スリット幅０．５ｍｍ、ピッチ０．９ｍｍの櫛形シムを装填したアプリケーターを用いて、以下のとおり作製した。すなわち、バックアップロールを２０℃に温度調節しながら、分離膜エレメントとした場合に巻回方向の内側端部から外側端部まで有孔中心管の長手方向に対して垂直になるよう直線状に、高結晶性ＰＰ（ＭＦＲ１０００ｇ／１０分、融点１６１℃）６０質量％と低結晶性α－オレフィン系ポリマー（出光興産株式会社製；低立体規則性ポリプロピレン「Ｌ－ＭＯＤＵ・Ｓ４００」（商品名））４０質量％からなる組成物ペレットを、樹脂温度２０５℃、走行速度１０ｍ／ｍｉｎで不織布上に塗布することで作製した。不織布は厚み０．０７ｍｍ、目付量が３５ｇ／ｍ２、エンボス柄（φ１ｍｍの円形、ピッチ５ｍｍの格子状）であった。
　作製した透過側流路材を裁断し、上述の、供給流路材を挟んだ分離膜の透過側の面に配置して、それらをＡＢＳ（アクリロニトリル－ブタジエン－スチレン）製の有孔中心管（幅：３００ｍｍ、径：１８ｍｍ、孔数１０個×直線状１列）にスパイラル状に巻囲した。スパイラル状になった分離膜エレメントの外周面には、孔を有するフィルムを巻きつけた。なお、このフィルムには、フィルムの中央部の幅２００ｍｍの箇所に、幅（長径）４０ｍｍ、高さ（短径）１０ｍｍの孔が、幅方向（分離膜エレメントの周方向に相当）に４箇所、高さ方向（分離膜エレメントの長手方向に相当）に４箇所設けられている。フィルムが被覆された分離膜エレメントの両端のエッジカットを行った後、外周面に供給流体と濃縮流体を分離するブラインシールを装着し、分離膜エレメントを作製した。
　得られた分離膜エレメントにおける各閉止部材による接着幅の平均値は、ｐ（Ａ）＝２０ｍｍ、ｑ（Ａ）＝１５ｍｍ、ｐ（Ｂ）＝２０ｍｍ、ｑ（Ｂ）＝１５ｍｍ、ｒ（Ｂ）＝１５ｍｍであった。
　そして最後に、流体のショートパスを防止するため、端面Ａおよび端面Ｂの外周付近に接着剤を塗布した。
　分離膜エレメントをベッセルに入れて、使用形態を逆Ｌ型とし、回収率９０％にて各性能を評価したところ、結果は表１のとおりであった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　（実施例２～５）
　上記端面Ａおよび端面Ｂを接着するための接着剤の塗布位置および塗布量を変更し、ｐ（Ａ）、ｑ（Ａ）、ｐ（Ｂ）、ｑ（Ｂ）、ｒ（Ａ）、ｒ（Ｂ）を表１のとおりにした以外は全て実施例１と同様にして、分離膜および分離膜エレメントを作製した。
　分離膜エレメントをベッセルに入れて、実施例１と同条件で各性能を評価したところ、結果は表１のとおりであった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　（実施例６～１０）
　上記端面Ａおよび端面Ｂを接着するための接着剤の塗布位置および塗布量を変更し、ｐ（Ａ）、ｑ（Ａ）、ｐ（Ｂ）、ｑ（Ｂ）、ｒ（Ａ）、ｒ（Ｂ）を表２のとおりにした以外は全て実施例１と同様にして、分離膜および分離膜エレメントを作製した。
　分離膜エレメントをベッセルに入れて、使用形態をＬ型とした以外は実施例１と同条件で各性能を評価したところ、結果は表２のとおりであった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　（実施例１１）
　実施例１と同様にして各部材の準備を行い、巻囲前に分離膜の供給側の面に接着剤を塗布しなかったこと以外は実施例１と同様にして、分離膜エレメントを巻囲した。巻囲したエレメントの長手方向の端面Ｂ側に外側から接着剤を塗布し、端面Ａ側から真空ポンプで吸引し、接着剤を供給側流路の奥まで（有孔中心管の長手方向に）浸透させた。分離膜の供給側の面の端面Ａ側は、原水側の開口率が２０％となるように接着剤を塗布し（吸引は行わず）、分離膜エレメントを作製した。
　分離膜エレメントをベッセルに入れて、実施例１と同条件で各性能を評価したところ、結果は表３のとおりであった。
　（実施例１２）
　実施例１１と同様にして分離膜および分離膜エレメントを作製した。
　分離膜エレメントをベッセルに入れて、使用形態をＬ型とした以外は実施例１と同条件で各性能を評価したところ、結果は表３のとおりであった。
　（実施例１３）
　巻きつける対の分離膜および部材の枚数を３枚とし、巻囲径を３インチとした以外は全て実施例１と同様にして、分離膜および分離膜エレメントを作製した。
　分離膜エレメントをベッセルに入れて、実施例１と同条件で各性能を評価したところ、結果は表３のとおりであった。
　（実施例１４～１６）
　端面Ａの開口部の開口率を表３のとおりにした以外は全て実施例１と同様にして、分離膜および分離膜エレメントを作製した。
　分離膜エレメントをベッセルに入れて、実施例１と同条件で各性能を評価したところ、結果は表３のとおりであった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　（実施例１７）
　ＬおよびＷが表４の通りになるように膜および流路材を裁断し、巻きつける対の膜と流路材の枚数を２枚とした以外は全て実施例１と同様にして、分離膜および分離膜エレメントを作製した。
　分離膜エレメントをベッセルに入れて、実施例１と同条件で各性能を評価したところ、結果は表４のとおりであった。
　（実施例１８）
　分離膜の供給側の面に関し、端面Ｂの分離膜エレメント外周部近傍の開口幅を２００ｍｍとし、かつ、外周面に巻き付けるフィルムを孔が存在しない非透水性のものに変更することにより外周端部Ｘの開口幅を０ｍｍとした以外は、全て実施例１と同様にして、分離膜および分離膜エレメントを作製した。
　分離膜エレメントをベッセルに入れて、使用形態を逆Ｓ型とした以外は実施例１と同条件で各性能を評価したところ、結果は表４のとおりであった。
　（実施例１９）
　分離膜の供給側の面に関し、端面Ｂの分離膜エレメント外周部近傍の開口幅を１００ｍｍとし、かつ、外周端部Ｘが端面Ｂ側から連続的に１００ｍｍ開口するようにウレタン接着剤を塗布した以外は全て実施例１と同様にして、分離膜および分離膜エレメントを作製した。
　分離膜エレメントをベッセルに入れて、使用形態を逆ＳＬ型とした以外は実施例１と同条件で各性能を評価したところ、結果は表４のとおりであった。
　（実施例２０）
　実施例１と同様にして各部材の準備を行い、巻囲前に分離膜の供給側の面に接着剤を塗布しなかったこと以外は実施例１と同様にして、分離膜エレメントを巻囲した。次に、巻囲したエレメントの長手方向の端面Ｂ側の内周２０％の部分に外側からウレタン系接着剤を塗布し、端面Ｂ側の外周８０％部分をマスキングしたうえで端面Ａ側から真空ポンプで吸引することで、接着剤を有孔中心管の長手方向に浸透させた。その後、端面Ｂ側の外周８０％の部分にウレタン系接着剤を塗布し（吸引は行わず）、さらに、端面Ａ側の開口部が内側から連続的に２０％となるように端面Ａ側に接着剤を塗布した（吸引は行わず）。
　分離膜エレメントをベッセルに入れて、使用形態を逆Ｌ型とした以外は実施例１と同条件で各性能を評価したところ、結果は表４のとおりであった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
　（実施例２１）
　実施例１８と同様にして分離膜エレメントを作製した。
　分離膜エレメントをベッセルに入れて、使用形態を逆Ｓ型とした以外は実施例１と同条件で各性能を評価したところ、結果は表５のとおりであった。
　（実施例２２）
　分離膜の供給側の面に関し、端面Ｂの分離膜エレメント外周部近傍の開口幅を１００ｍｍとし、かつ、外周端部Ｘが端面Ａ側から連続的に１００ｍｍ開口するようにウレタン接着剤を塗布した以外は全て実施例１と同様にして、分離膜および分離膜エレメントを作製した。
　分離膜エレメントをベッセルに入れて、使用形態をＳＬ型とした以外は実施例１と同条件で各性能を評価したところ、結果は表５のとおりであった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
　（比較例１）
　実施例１と同様にして各部材の準備を行い、巻囲前に分離膜の供給側の面に接着剤を塗布しなかったこと以外は実施例１と同様にして、分離膜エレメントを巻囲した。巻囲したエレメントの長手方向の端面Ｂ側に外側から接着剤を塗布した。このとき、吸引や押し込み等の作業は行わなかった。長手方向の端面Ａ側は、原水側の開口率が２０％となるように接着剤を塗布し、分離膜エレメントを作製した。
　分離膜エレメントをベッセルに入れて、実施例１と同条件で各性能を評価したところ、結果は表６のとおりであった。該エレメントでは、吸引や押し込み等の作業を行わなかったので、ｒ（Ｂ）が１ｍｍと小さいことによりフラッシング操作時に分離膜エレメントが変形し、ショートパスが起こったと考えられる。
　（比較例２）
　上記端面Ａおよび端面Ｂを接着するための接着剤の塗布位置および塗布量を変更し、ｐ（Ａ）、ｑ（Ａ）、ｐ（Ｂ）、ｑ（Ｂ）、ｒ（Ａ）、ｒ（Ｂ）を表６のとおりにした以外は全て実施例１と同様にして、分離膜および分離膜エレメントを作製した。
　分離膜エレメントをベッセルに入れて、実施例１と同条件で各性能を評価したところ、結果は表６のとおりであった。該エレメントでは、開口部と逆側のｒ（Ｂ）が２ｍｍと小さいことによりフラッシング操作時に分離膜エレメントが変形し、ショートパスが起こったと考えられる。
　（比較例３）
　上記端面Ａおよび端面Ｂを接着するための接着剤の塗布位置および塗布量を変更し、ｐ（Ａ）、ｑ（Ａ）、ｐ（Ｂ）、ｑ（Ｂ）、ｒ（Ａ）、ｒ（Ｂ）を表６のとおりにした以外は全て実施例１と同様にして、分離膜および分離膜エレメントを作製した。
　分離膜エレメントをベッセルに入れて、実施例１と同条件で各性能を評価したところ、結果は表６のとおりであった。該エレメントでは、ｑ（Ａ）／ｐ（Ａ）が２となっており供給側接着剤が有効膜部分にかかっているため、フラッシング時に膜面損傷が起こったと考えられる。
　（比較例４）
　上記端面Ａおよび端面Ｂを接着するための接着剤の塗布位置および塗布量を変更し、ｐ（Ａ）、ｑ（Ａ）、ｐ（Ｂ）、ｑ（Ｂ）、ｒ（Ａ）、ｒ（Ｂ）を表６のとおりにした以外は全て実施例１と同様にして、分離膜および分離膜エレメントを作製した。
　分離膜エレメントをベッセルに入れて、実施例１と同条件で各性能を評価したところ、結果は表６のとおりであった。該エレメントでは、ｑ（Ｂ）／ｐ（Ｂ）が２となっており供給側接着剤が有効膜部分にかかっているため、フラッシング時に膜面損傷が起こったと考えられる。
　（比較例５）
　上記端面Ａおよび端面Ｂを接着するための接着剤の塗布位置および塗布量を変更し、ｐ（Ａ）、ｑ（Ａ）、ｐ（Ｂ）、ｑ（Ｂ）、ｒ（Ａ）、ｒ（Ｂ）を表６のとおりにした以外は全て実施例１と同様にして、分離膜および分離膜エレメントを作製した。
　分離膜エレメントをベッセルに入れて、実施例１と同条件で各性能を評価したところ、結果は表６のとおりであった。該エレメントでは、ｑ（Ａ）／ｐ（Ａ）およびｑ（Ｂ）／ｐ（Ｂ）が２となっており供給側接着剤が有効膜部分にかかっているため、フラッシング時に膜面損傷が起こったと考えられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
　（比較例６）
　上記端面Ａおよび端面Ｂを接着するための接着剤の塗布位置および塗布量を変更し、ｐ（Ａ）、ｑ（Ａ）、ｐ（Ｂ）、ｑ（Ｂ）、ｒ（Ａ）、ｒ（Ｂ）を表７のとおりにした以外は全て実施例１と同様にして、分離膜および分離膜エレメントを作製した。
　分離膜エレメントをベッセルに入れて、使用方法をＬ型とした以外は実施例１と同条件で各性能を評価したところ、結果は表７のとおりであった。該エレメントでは、ｑ（Ａ）／ｐ（Ａ）およびｑ（Ｂ）／ｐ（Ｂ）が２となっており供給側接着剤が有効膜部分にかかっているため、フラッシング時に膜面損傷が起こったと考えられる。開口部と逆側のｒ（Ａ）およびｒ（Ｂ）が２ｍｍと小さいことによりフラッシング操作時に分離膜エレメントが変形し、ショートパスが起こったと考えられる。
　（比較例７）
　図１に示すような一般的な使用形態（Ｉ型）となるように、分離膜の供給側の面同士の接着をせず、スパイラル状になった分離膜エレメントの外周面を液密なフィルムで被覆した以外は全て実施例１と同様にして、分離膜及び分離膜エレメントを作製した。
　分離膜エレメントをベッセルに入れて、実施例１と同条件で各性能を評価したところ、結果は表７のとおりであった。該エレメントは通常のＩ型エレメントであり、本発明のエレメントに対して供給側流速が遅いため、膜面の濃度分極が発生しＴＤＳ除去率の低下およびスケール生成による造水量低下がみられたと考えられる。
　　　１　分離膜エレメント（Ｉ型）
　　１Ａ　分離膜エレメント
　　　２　有孔中心管
　　　３　供給側流路材
　　　４　分離膜
　　　５　透過側流路材
　　　６　供給側閉止部材
　　　７　透過側閉止部材
　　１０　分離膜の供給側の面
　　１１　分離膜の透過側の面
　　２０　多孔性部材
　　２１　孔付端板
　　２２　ブラインシール
　　２３　ベッセル
　１０１　供給流体
　１０２　透過流体
　１０３　濃縮流体
　Ａ、Ｂ　有孔中心管の長手方向における端面
　　　Ｘ　有孔中心管の長手方向に対し垂直な方向における外周端部
　　　Ｙ　有孔中心管の長手方向に対し垂直な方向における内周端部
　　　Ｌ　供給側流路の長さ（有孔中心管の長手方向に対し垂直な方向における分離膜の長さ）
　　　Ｗ　供給側流路の幅（有孔中心管の長手方向における分離膜の長さ）
　　ＯＬ　分離膜の供給側の面同士の端面Ａおよび端面Ｂの開口部長さ

Claims (12)

  1. 　有孔中心管と、供給側の面と透過側の面とを有する複数の分離膜と、供給側流路材と、透過側流路材と、を備え、
    　前記複数の分離膜は、供給側の面同士、および、透過側の面同士がそれぞれ向かい合うように配置されて重ねられ、前記供給側流路材は、前記分離膜の供給側の面同士の間に配置され、前記透過側流路材は、前記分離膜の透過側の面同士の間に配置され、前記有孔中心管のまわりに、前記分離膜、前記供給側流路材、前記透過側流路材が、前記分離膜の長手方向に巻回されてなり、
    　前記分離膜の供給側の面同士は、前記有孔中心管の長手方向における端面Ａおよびその逆側の端面Ｂ、ならびに、前記有効中心管の長手方向と垂直の方向における外周端部Ｘおよび内周端部Ｙの内、前記端面Ａが外周側の端から連続的に６０～９５％閉止しており、前記端面Ｂが内周側の端から連続的に７５～１００％閉止されており、前記内周端部Ｙが閉止しており
    　前記分離膜の透過側の面同士は、前記内周端部Ｙのみが開口しており、前記外周端部Ｘ、前記端面Ａ、Ｂが閉止しており、
    　前記分離膜の供給側の面同士の前記端面Ａおよび前記端面Ｂの開口部の長さを、それぞれＯＬ（Ａ）およびＯＬ（Ｂ）とし、
    　前記分離膜の透過側の面同士の前記端面Ａおよび前記端面Ｂを閉止するための部材の、前記有孔中心管の長手方向における内側の端の、前記端面Ａおよび前記端面Ｂからの距離を、それぞれｐ（Ａ）およびｐ（Ｂ）とし、
    　前記分離膜の供給側の面同士の前記端面Ａおよび前記端面Ｂを閉止するための部材の、前記有孔中心管の長手方向における内側の端の、前記端面Ａおよび前記端面Ｂからの距離を、それぞれｑ（Ａ）およびｑ（Ｂ）とし、
    　前記分離膜の供給側の面同士の前記端面Ａおよび前記端面Ｂを閉止するための部材の、前記分離膜と接している部分の、前記有孔中心管の長手方向の幅を、それぞれｒ（Ａ）およびｒ（Ｂ）とすると、
    　ｐ（Ａ）≧ｑ（Ａ）かつｐ（Ｂ）≧ｑ（Ｂ）であり、
    　少なくとも以下の（ｉ）（ｉｉ）のいずれかの要件を満たす分離膜エレメント。
    （ｉ）前記分離膜の供給側の面同士の端面Ｂを閉止するための部材において、前記内周側の端から外周側に向かって、少なくともＯＬ（Ａ）以上の長さの部分のｒ（Ｂ）が３ｍｍ以上連続して存在する。
    （ｉｉ）前記分離膜の供給側の面同士の端面Ａを閉止するための部材において、前記外周側の端から内周側に向かって、少なくともＯＬ（Ｂ）以上の長さの部分のｒ（Ａ）が３ｍｍ以上連続して存在する。
  2. 　前記ｒ（Ａ）またはｒ（Ｂ）の変動係数が０．００以上０．２０以下である、請求項１に記載の分離膜エレメント。
  3. 　前記分離膜の供給側の面同士は、前記端面Ｂが１００％閉止されており、前記外周端部Ｘが５％以上開口している、請求項１または２に記載の分離膜エレメント。
  4. 　前記供給側の面同士の前記端面Ａおよび前記端面Ｂを閉止するための部材が、ウレタン系接着剤あるいはエポキシ系接着剤である、請求項１～３のいずれか一項記載の分離膜エレメント。
  5. 　前記分離膜は、前記分離膜の長手方向における長さＬと前記分離膜の長手方向に対し垂直な方向における長さＷとの比であるＬ／Ｗが、２．５以上である、請求項１～４のいずれか一項記載の分離膜エレメント。
  6. 　前記ｐ（Ｂ）およびｑ（Ｂ）について、ｑ（Ｂ）／ｐ（Ｂ）≧０．５である、請求項１～５のいずれか一項記載の分離膜エレメント。
  7. 　前記ｐ（Ａ）およびｑ（Ａ）について、ｑ（Ａ）／ｐ（Ａ）≧０．５である、請求項１～６のいずれか一項記載の分離膜エレメント。
  8. 　前記分離膜の供給側の面同士の内周側の開口部から供給流体を供給し、
    　前記分離膜の供給側の面同士の外周側の開口部から濃縮流体を排出する、請求項１～７のいずれか一項記載の分離膜エレメントの使用方法。
  9. 　前記分離膜の供給側の面同士の外周側の開口部から供給流体を供給し、
    　前記分離膜の供給側の面同士の内周側の開口部から濃縮流体を排出する、請求項１～７のいずれか一項記載の分離膜エレメントの使用方法。
  10. 　請求項１～７のいずれか一項記載の分離膜エレメントと、
    　前記分離膜の供給側の面同士の内周側の開口部に連通するように接続され供給流体を供給する供給流体供給部と、
    　前記分離膜の供給側の面同士の外周側の開口部に連通するように接続され濃縮流体を排出する濃縮流体排出部を有する水処理装置。
  11. 　請求項１～７のいずれか一項記載の分離膜エレメントと、
    　前記分離膜の供給側の面同士の外周側の開口部に連通するように接続され供給流体を供給する供給流体供給部と、
    　前記分離膜の供給側の面同士の内周側の開口部に連通するように接続され濃縮流体を排出する濃縮流体排出部を有する水処理装置。
  12. 　有孔中心管と、供給側の面と透過側の面とを有する複数の分離膜と、供給側流路材と、透過側流路材と、を備え、
    　前記複数の分離膜は、供給側の面同士、および、透過側の面同士がそれぞれ向かい合うように配置されて重ねられ、かつ、その長手方向に巻回されており、
    　前記供給側流路材は、前記分離膜の供給側の面同士の間に配置され、
    　前記透過側流路材は、前記分離膜の透過側の面同士の間に配置され、
    　前記分離膜の供給側の面同士は、前記有孔中心管の長手方向における端面Ａおよび端面Ｂの内の前記端面Ａ、および、前記有効中心管の長手方向と垂直の方向における外周端部Ｘおよび内周端部Ｙの内の前記外周端部Ｘが、５％以上開口しており、かつ、前記端面Ｂおよび前記内周端部Ｙが、いずれも閉止されており、
    　前記分離膜の透過側の面同士は、前記内周端部Ｙのみが開口しており、かつ、前記外周端部Ｘ、前記端面Ａ、Ｂが閉止しており、
    　前記分離膜の透過側の面同士の前記端面Ａおよび前記端面Ｂを閉止するための部材の、前記有孔中心管の長手方向における内側の端の、前記端面Ａおよび前記端面Ｂからの距離を、それぞれｐ（Ａ）およびｐ（Ｂ）とし、
    　前記分離膜の供給側の面同士の前記端面Ａおよび前記端面Ｂを閉止するための部材の、前記有孔中心管の長手方向における内側の端の、前記端面Ａおよび前記端面Ｂからの距離を、それぞれｑ（Ａ）およびｑ（Ｂ）とし、
    　前記分離膜の供給側の面同士の前記端面Ａおよび前記端面Ｂを閉止するための部材の、前記分離膜と接している部分の、前記有孔中心管の長手方向の幅を、それぞれｒ（Ａ）およびｒ（Ｂ）とすると、以下の関係を満たす分離膜エレメント。
    　ｐ（Ａ）＞ｑ（Ａ）、ｐ（Ｂ）＞ｑ（Ｂ）、かつ、ｒ（Ｂ）≧３ｍｍ
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