逆浸透回収の重要な知識と応用
膜部品の標準試験回収率、実際回収率、システム回収率は、逆浸透技術における3つの重要な概念です。標準試験回収率は、膜部品メーカーが標準条件下で決定します。たとえば、HIDブランドの工業用膜の汽水膜要素BW8040とBW4040の標準回収率は15％、海水膜要素SW8040とSW4040の標準回収率は8％です。実際の回収率は実際の使用中に決定され、膜部品の寿命を延ばし、汚染を遅らせるために、メーカーは明確な規制を設けます。たとえば、単一の8040膜要素の実際の回収率は18％を超えてはなりません。ただし、第2段階の逆浸透システムの水処理では、実際の回収率は18％をわずかに超えることができますが、20％以下に制御するのが最適です。
システム回収率とは、逆浸透装置全体の実稼働時の回収率を指します。水質、膜構成部品の数や配置など、様々な要因の影響を受けます。小型逆浸透装置は膜構成部品の数が少なく、プロセス時間が短いため、回収率は通常低くなります。一方、大型の工業用逆浸透装置では、システム回収率は一般的に75％以上であり、第二段階逆浸透の回収率は90％に達することもあります。
高いシステム回収率を追求する一方で、特定の問題を回避することも重要です。例えば、製品水の脱塩率の低下、難溶性塩類の沈殿リスクの増大、濃縮水の高い浸透圧による成分水生成量の減少などです。したがって、実際の運用においては、逆浸透装置の安定した運転と最適な性能を確保するために、システム回収率を適切に制御する必要があります。
システムの回復率をどのように決定しますか?
大規模な工業用逆浸透装置では、膜エレメントの数が多く、水流路が長いため、実際のシステム回収率は通常約75%です。ただし、入水水質が良好な場合など、二次逆浸透システムの回収率は最大90%に達することもあります。システム回収率を決定する際には、以下の2点を考慮する必要があります。
膜要素の直列接続の長さ: 直列接続の長さが長いほど、システムの回収率が高くなる可能性があります。
濃縮水循環とその流量: 濃縮水循環がない場合、膜コンポーネントとシステムの回収率は特定の規制に従って決定する必要があります。
さらに、実運転においては、濃縮水の高浸透圧による製品水淡水化率の低下、微量溶解性塩の沈殿リスクの増大、成分水生成量の減少といった問題を回避するよう注意する必要があります。したがって、逆浸透装置の安定した運転と最適な性能を確保するためには、システム回収率を適切に制御することが不可欠です。
逆浸透システムの回収率を計算する式は次のとおりです。
回収率＝（純水流量／給水流量）×100％
このうち、純水流量とは逆浸透処理後に得られる浄水流量を指し、供給水流量とは逆浸透システムに流入する元の水流量を指します。この式は、逆浸透システムの処理プロセスにおいて、原水がどれだけの割合で浄水に変換できるかを定量的に表すために使用されます。
