RO膜の汚れへの対処方法

膜汚染とは、膜と接触する供給溶液中の粒子、コロイド粒子、または溶質高分子が、膜との物理的または化学的相互作用、または特定の溶質がその溶解度と機械的効果を超える濃度分極により、膜表面または細孔に吸着して堆積し、膜細孔サイズが縮小または閉塞し、膜フラックスと分離特性が大幅に低下する不可逆的な現象を指します。

微生物汚染

1）設立の理由

微生物汚染とは、微生物が膜と水の界面に蓄積し、システムの性能に影響を及ぼす現象を指します。これらの微生物は、逆浸透膜をキャリアや逆浸透の濃縮水セクションからの栄養分として利用して増殖・成長し、逆浸透膜表面にバイオフィルム層を形成します。これにより、逆浸透システムの入口と出口の圧力差が急激に増加し、造水量と淡水化率が急激に低下し、生産水が汚染されます。微生物で構成されるバイオフィルムは、膜ポリマーやその他の逆浸透ユニットコンポーネントを直接（酵素作用により）または間接的に（局所pHまたは還元電位により）劣化させ、膜寿命の短縮、膜構造の完全性の損傷、さらには重大なシステム障害を引き起こす可能性があります。

2) 制御方法

生物学的汚染の抑制方法は、流入水を連続的または断続的に殺菌・消毒することにより達成できます。表層水および浅層地下から採取した原水には、殺菌・注入装置を設置し、塩素系殺菌剤を添加する必要があります。添加量は、通常、流入水の残留塩素濃度が1mg/Lを超えることを基準とします。

化学汚染

1) 設立の理由

化学汚染の一般的な原因は、膜部品内部への炭酸塩スケールの堆積です。これは主に、操作ミス、スケール抑制剤の注入システムの不備、運転中のスケール抑制剤の注入中断が原因です。適時に検出されない場合、数日以内に運転圧力の上昇、圧力差の増大、造水量の低下などの現象が発生します。選択したスケール抑制剤が水質に合っていない場合、または注入量が不十分な場合、膜エレメント内部にスケールが発生します。膜エレメント内部の軽度のスケールは化学洗浄によって機能を回復できますが、重度の場合には、汚染が深刻な膜エレメントが廃棄されることもあります。

2) 制御方法

膜エレメント内部のスケール付着を防止するための制御方法は、まずシステムの水源水質に適した逆浸透スケール防止剤を選択し、最適な投与量を決定することです。次に、投与システムの監視を強化し、運転パラメータの微妙な変化を綿密に監視し、異常発生時には速やかに原因を特定します。また、水中のFe3+含有量が高い原因は、主に配管システムにあります。したがって、水源配管を含むシステム配管には、可能な限りスチールライニングプラスチック配管を使用し、Fe3+含有量を低減する必要があります。

浮遊粒子状物質とコロイド汚染

1) 設立の理由

浮遊粒子とコロイドは、逆浸透膜を詰まらせる主な物質であり、排水SDI（汚泥密度指数）を超える主な原因でもあります。水源と地域の違いにより、浮遊粒子とコロイドの組成には大きなばらつきがあります。汚染されていない表層水と浅層地下水の主な成分は、バクテリア、粘土、コロイドシリカ、酸化鉄、フミン酸生成物、および前処理システムへの凝集剤と凝集剤（鉄塩、アルミニウム塩など）の人為的な過剰投入です。さらに、原水中の正に帯電したポリマーと逆浸透システム内の負に帯電したスケール防止剤の組み合わせによって形成される沈殿物も、このような汚染の原因の1つです。

2) 制御方法

原水中の浮遊物質含有量が70mg/Lを超える場合は、通常、凝集、清澄化、ろ過などの前処理方法が用いられます。原水中の浮遊物質含有量が70mg/L未満の場合は、通常、凝集ろ過で前処理されます。原水中の浮遊物質含有量が10mg/L未満の場合は、通常、直接ろ過による前処理方法が用いられます。また、精密ろ過または限外ろ過は、近年登場した濁度および不溶性有機物に対する効果的な膜処理方法であり、すべての浮遊物質、細菌、ほとんどのコロイド、および不溶性有機物を除去できるため、逆浸透システムの理想的な前処理プロセスです。