逆浸透水処理装置の動作原理と保守（２）

IV. 逆浸透 システム概要

逆浸透システムは主に、多段式高圧ポンプ、逆浸透膜エレメント、膜ハウジング（圧力容器）、および支持構造から構成されます。その主な機能は、水から不純物を除去し、出力水が使用要件を満たすようにすることです。高圧ポンプは、安全フィルターからの出力水をRO作動圧力まで加圧し、圧力容器に均等に分配します。水流は逆浸透膜によって分離され、圧力容器内で2つの流れを形成します。流入水の一部は膜を通過して 純水一方、残りの無機塩類と固形残渣は保持され、濃縮されて濃縮液となり、無機塩類が水から分離される。

逆浸透膜エレメントを備えた各圧力容器から純水が流れ出し、合流した後、流量計を通過して、システムの出口から純水タンクに流れ込む。濃縮水は、圧力容器の濃縮水出口から流れ出る。

逆浸透膜脱塩のメカニズム：半透膜の表面は、無数の極めて微細な孔で覆われています。膜は水分子を選択的に吸着する一方、塩溶質は膜によって反発されます。価数の高いイオンはさらに反発されます。逆浸透圧によって、孔の周囲の水分子は毛細管現象によって膜から流出し、脱塩効果が得られます。

膜の孔が逆浸透膜の孔径よりも大きい場合、水溶液の塩が膜を透過します。一価塩が最も頻繁に透過し、次に二価塩、そして三価塩は最も透過しにくいです。RO膜の孔径は1.0 nm未満なので、RO膜は最小の細菌の1つである緑膿菌（3000 × 10⁻¹⁰m）をろ過できます。また、インフルエンザウイルス（800 × 10⁻¹⁰m）や髄膜炎ウイルス（200 × 10⁻¹⁰m）などのさまざまなウイルスもろ過できます。さらに、発熱物質（10～500 × 10⁻¹⁰m）もろ過できます。逆浸透（RO）は、コンパクトな装置構造と容易なメンテナンス、小さな設置面積、高い水出力といった利点で純水を生成します。相変化なしで純水を生成するため、エネルギー消費量が少なくなります。さらに、酸性またはアルカリ性の廃水を一切発生させないため、省エネかつ環境に優しい新たな装置と言える。

ROシステムにおける一般的な廃水対浄水比は、小型家庭用浄水器では3:1、小型工業用ROシステムでは1:1、大型システムでは0.3:0.7です。廃水排出量をさらに削減するにはコストがかかり、必然的にRO膜の寿命が短くなります。

この先進的な膜分離技術は、様々な分野で幅広く利用されている。

V. 逆浸透システムのメンテナンス

1. 毎日水質検査を実施し、機器の運転パラメータを記録し、異常があれば速やかに対処する。純水の導電率、各種ポイントの圧力、入口および出口流量などの主要なパラメータを定期的に検査し、記録する。

2. 塩水タンクに再生剤を定期的に添加してください。再生時間は、現場の状況と水量に基づいて設定してください。再生は通常3～4日ごとに行います。

3. 安全フィルターエレメントは速やかに交換してください（通常は3～6ヶ月ごと）。

4. 機械をこまめに拭いて清潔に保ってください。

5．定期的に配管の漏れを点検し、漏れがあれば速やかに対処する。

6. 機器への給水と電力供給が正常に行われていることを確認してください。停電や断水が発生した場合は、機器のタイマー、特に再生タイマーをリセットする必要があります。機器の誤作動を防ぐため、許可されていない担当者が電子制御ユニットのボタンや配管内のバルブに触れることは禁止されています。

VI．緊急措置：機器の電源が切れた場合、または主ポンプ、膜、その他の純水生成部品が損傷した場合は、軟水バルブを開けて軟水の使用を継続し、水利用機器の正常な動作を確保することができます。この方法は、水利用機器の具体的な要件に合わせて調整する必要があります。

1. 機器から大量の水漏れが発生した場合は、直ちに給水栓と機器の電源を遮断し、サービスプロバイダーに連絡してください。

2. 水製造工程において、膜後圧力計が1.5 MPaを超えた場合、導電率が15 µs/cmを超えた場合、または製造された水の水質が基準範囲を超えた場合は、樹脂、膜、活性炭、その他の消耗品を速やかに交換する必要があります。

VII. 消耗品の交換手順: 消耗品である石英砂、活性炭、軟化樹脂はすべて粒状であるため、蓄積すると多孔質構造を形成しやすく、カビの長期的な成長に適した環境を作り出します。 さらに、活性炭と軟化樹脂は一定の吸着飽和点に達すると、長期使用後にろ過効率が低下します。洗浄と再生が前処理要件を満たさなくなった場合は、これらを交換することで、逆浸透膜エレメントの流入水質を確保できます。

すべての条件が満たされた場合、石英砂の耐用年数は10～24ヶ月、活性炭は10～12ヶ月、樹脂は10～12ヶ月、微細フィルターカートリッジは3～6ヶ月、逆浸透膜は約12ヶ月です。

樹脂再生サイクル：通常の条件下では、樹脂再生サイクルは1～3日です。

VIII．応用分野：

1. 電力産業：ボイラー給水、冷却ダム

2. 電子産業：半導体産業向け超純水、集積回路洗浄水、および配合用水。

3. 食品産業：配合用水、製造用水

4. 医薬品産業：プロセス用水、製剤用水、洗浄用水、注射用水、滅菌水調製用水。

5. 飲料業界：配合用水、製造用水、洗浄用水

6. 化学工業：生産用水および廃水処理

7. 飲料水工学：超純水製造および飲料水浄化

8. 石油化学産業：油田注入水および石油化学廃水の高度処理

9. 海水淡水化：島嶼部、沿岸部の水不足地域、船舶、および沖合油田向けの生産用水および生活用水。

10. 環境保護：電気めっき洗浄水から貴金属と水を回収し、排出量をゼロまたは最小限に抑える。