逆浸透技術は、現在人類が習得したあらゆる浄水技術の中でも最高峰であり、その清浄度はほぼ100%です。逆浸透膜エレメントは、水の純度を高め、水に含まれる不純物や塩分を除去するために使用されます。
逆浸透膜を用いて原水を処理する場合、膜システムの回収率は重要な性能指標として、通常、非常に重視されます。回収率が高いということは、高い造水能力を意味します。 では、逆浸透膜システムの回収率は高ければ高いほど良いのでしょうか?
1.逆浸透膜システムの回収率はどのくらいですか？
回収率とは、膜システムへの流入水のうち、製品水または透過水に変換される割合を指し、前処理の流入水質と水需要によって決定されます。システムの回収率は、供給水質、膜エレメントの数、配置など、多くの要因の影響を受けます。小型逆浸透装置は膜エレメントの数が少なく、給水プロセスが短いため、システムの回収率は一般的に低くなります。装置内の膜エレメントの数が多く、給水プロセスが長いため、実際のシステム回収率は通常75％を超え、90％に達することもあります。
2. 逆浸透膜システムの回収率アルゴリズム
従来の単分岐型逆浸透膜エレメントの回収率は、流入水の水質によって異なり、概ね12%～50%の範囲にあります。また、従来の逆浸透膜システムの回収率は、システム規模や原水の水質に応じて30%～90%の範囲で変動します。
回収率の計算式は以下のとおりです。
R%=Fp/Ff×100%
式中：Ff ---- 逆浸透膜（システム）入口水流量（m³/h）
Fp ---- 逆浸透膜（システム）の水流量（m³/h）
R ---- 逆浸透膜（システム）の回収率
3.逆浸透膜システムの回収率は可能な限り高いですか？
場合によっては、小型逆浸透装置でも水資源の無駄を避けるために高いシステム回収率が求められます。このとき、逆浸透装置を設計する際には、異なる対策を講じる必要があります。最も一般的な方法は、濃縮水の部分循環、つまり逆浸透装置の濃縮水の一部だけを排出し、残りを給水ポンプの入口に循環させることです。このとき、膜要素の表面が一定の水平流量を維持することを保証できるだけでなく、ユーザーが要求するシステム回収率も達成できます。給水/濃縮水の入口と出口のバルブを直接調整してシステムの回収率を上げることはできません。これを行うと、膜要素の汚染率が上昇し、深刻な結果につながります。
システムの回収率が高いほど、排出される水の濃度は低くなりますが、回収率が高すぎると次のような問題が発生します。
①生産水の淡水化率が低下し、水質が悪化する
②システムの回収率を上げると、逆浸透膜の両側の濃度差が大きくなり、結果として生成水の塩分濃度が増加する。
③回収率の増加はシステムの正味駆動圧力の低下を招き、最終的にはシステムの造水量の低下につながります。同じ造水量を維持するためには、システムの運転圧力を上昇させる必要があり、システムの運用コストの増加につながります。
一般的に、汽水淡水化システムの回収率は75%に制御されることが多く、これは濃縮水を4倍に濃縮することを意味します。原水の塩分濃度が低い場合は、80%で使用できる場合もあります。また、ファウリングを防止するために、システム回収率を低く設定する場合もあります。
したがって、回収率は高ければ高いほど良いというのではなく、逆浸透システムの状況に応じて設定する必要があります。
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投稿日時: 2020年10月29日