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ROユニットをより効率的に

2025年2月28日
  • 水処理の基礎:適切なRO膜の選び方

 

RO膜の選択と適切な組み合わせは、RO装置のコア性能を決定づけます。市場には多くの種類のRO膜が存在し、価格も大きく異なります。特定の技術的付加価値(価格オーバーフロー)を持つごく少数の特殊膜を除き、ほとんどのメーカーの従来の材料、モデル、および適用シナリオのRO膜の価格は透明で安定しています。一般的に、輸入RO膜の価格は国産RO膜よりもわずかに高価ですが、安定性、耐用年数、コア指標(淡水化率、収量、回収率)などの面でわずかな優位性があります。

データ参照ベンダー: HID、Times Huitong、Dow、Hydeneng、Shihan

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  • 製品タイプ(適用シナリオ):

超低圧膜エレメント:超低圧RO膜エレメントは、入口水TDS≤1000mg/L(ppm)に選択でき、塩分濃度食品製造、都市水、純水調製、灌漑用水、2段膜システムの第2段給水、およびその他の産業用途に適しています。

超低圧膜エレメント:超低圧RO膜エレメントは、入水TDS≤1500mg/L用に選択でき、市水道水や地下水を原水とする淡水化処理に適しています。
低圧(汽水)膜エレメント: 汽水RO膜エレメントは、2000≤TDS≤5000mg/Lの入水に対して選択でき、表層水、地下水、再生水を原水とする淡水化処理、および汽水の淡水化に適しています。

低汚染(抗汚染)膜エレメント: 2000≤ TDS≤8000mg/Lの入口水には、電力、鉄鋼、電気メッキ、石油化学、石炭化学、印刷および染色、製紙、埋立地浸出水およびその他の廃水処理および再生水再利用プロジェクトに適した、汚染防止RO膜要素を選択できます。

海水膜素子: 海水淡水化RO膜エレメントは、流入水TDS≥10000mg/L用に選択でき、高塩濃度溶液または廃水濃縮、海水淡水化、(ほぼ)ゼロ排出などの水処理産業に適しています。

 

  • さまざまな使用シナリオ

 

XLPシリーズ:超低圧膜エレメント。一般的には、低塩分濃度で淡水化率が低い低塩水源の処理に適しており、例えば、塩分濃度1000ppm未満の表層水、地下水、水道水、都市水などです。特に、二段逆浸透膜ろ過装置の二段目の淡水化に適しています。主に、様々な規模の浄水、ボイラー補給水、食品加工、医薬品製造などの分野で使用されています。

ULP シリーズ: 超低圧膜エレメント。一般的には、塩分含有量が約 2000ppm 以下の表層水、地下水、水道水、都市水の淡水化処理に適しており、主に包装水、飲料水、ボイラー供給水、食品加工、医薬品製造業などの分野で使用されます。

LP シリーズ: 低圧膜エレメント。一般的には塩分含有量が 10,000 ppm 未満の汽水、表層水、地下水、水道水などの水源の淡水化に適しており、主にさまざまな規模の包装水、飲料水、工業用純水、高純度水、ボイラー給水の準備に使用され、廃水の再利用、材料の濃縮、浄化、精製などの目的にも使用できます。

AFシリーズ:防汚膜エレメント。一般的には塩分含有量が10000ppm未満の複雑な給水の淡水化処理に適しており、主に各種湖沼水、河川水、鉱山水、都市再生水、産業廃水、RO濃縮水などの淡水化および純水製造に使用されます。

SWシリーズ:海水膜エレメント。一般に海水および高濃度のクウェイ水の処理に適しており、海水淡水化、高濃度クウェイ水淡水化、発電ボイラー給水などの工業用水処理に使用できます。また、廃水の再利用、食品や医薬品などの高付加価値物質の濃縮と回収などの応用分野にも使用できます。

 

  • 逆浸透膜の基礎データ

 

塩除去率:RO膜エレメントの淡水化率は製造時に決定されており、淡水化率はRO膜エレメント表面の超薄淡水化層の密度に依存し、淡水化層の密度が高いほど淡水化率は高くなり、水生産量は低くなります。 RO膜のさまざまな物質に対する脱塩率は、主に物質の構造と分子量によって決まります。高価イオンと複雑な一価イオンの脱塩率は99%を超えることがあり、ナトリウムイオン、カリウムイオン、塩化物イオンなどの一価イオンの脱塩率はわずかに低くなりますが、98%を超えることもできます(RO膜の使用期間が長くなるほど、化学洗浄の回数が多くなり、RO膜の脱塩率が低くなります)。分子量が100を超える有機物の除去率も98%を超えることができますが、分子量が100未満の有機物の除去率は低くなります。

 

RO膜の塩除去率と塩透過率の計算方法:


RO膜の塩分透過率 = RO膜透過水濃度 / 流入水濃度 × 100%

RO膜の淡水化率=(透過水の塩分濃度/1-RO膜の流入水の塩分濃度)×100%

 

水生産量: GPD = ガロン(米国)/日、GFD = ガロン(米国)/平方フィート/日

RO 膜の浄水量 – RO システムの浄水能力、つまり単位時間あたりに RO 膜を通過する水の量を指します。通常は、1 時間あたりのトン数または 1 日あたりのガロン数で表されます。1 ガロン (米国) = 3.785 リットル、1 立方メートル = 264.2 ガロン (米国)。

RO膜の透過性は、RO膜エレメントの造水効率を示す重要な指標です。透過率は膜面積あたりの透過流量を指し、通常は1平方フィートあたり1日あたりのガロン数(GFD)で表されます。浸透圧流量が高すぎると、RO膜表面に対して垂直方向の水流が加速され、膜ファウリングが悪化します。

 

圧力(最適作動圧力):1 kg 圧力 = 1 bar ≈ 14.5 psi = 揚程 10 m(ポンプ)

PSI(ポンド/平方インチ)は計測単位です。Pはポンド、Sは平方、Iはインチを表します。アメリカ合衆国では、psi(ポンド力/平方インチ)という単位が使用されています。

RO膜の運転圧力は、膜エレメントの種類、サイズ、材質、水質などの要因に応じて、通常2~20MPaの範囲です。一般的に、RO膜の運転圧力が高いほど淡水化効率は高くなりますが、エレメントの摩耗や膜ファウリングのリスクも高まります。そのため、RO膜の安定性と寿命を確保するためには、運転圧力を適切な範囲内に制御する必要があります。

実用上、RO膜の運転圧力は水質と処理要件に応じて調整する必要があります。例えば、海水淡水化では、高い淡水化効率と長寿命を実現するために、RO膜の運転圧力は通常5~10MPaです。一方、産業廃水処理では、複雑な水質や高濃度の塩分に対応するため、RO膜はより高い圧力で運転できます。


回収率:RO膜回収率とは、RO膜システムにおいて、供給水のうち透過水または透過水に変換される割合を指します。これは、前処理後の流入水の水質とROシステムの水需要に応じて決定されます。RO膜システムの回収率は、設計時に決定されます。
RO膜の回収率=(RO膜透過流量/流入流量)×100%