逆浸透膜の寿命、その 1

新しい膜エレメントにより、設計圧力での逆浸透 (RO) システムの最適な動作が可能になり、溶存塩の除去 (脱塩とも呼ばれます) と透過水の生成量が最大になります。 時間の経過とともに、これらの性能特性は、RO 膜エレメントの交換が必要になる程度まで低下します。 多くの施設は精製水のニーズを満たすために RO に依存しているため、膜の交換がいつ必要になるかを予測することがプラントの操業にとって重要となる場合があります。

メンブレンのメーカーは通常、メンブレンの保証を 3 年間で日割り計算しますが、メンブレンの製造が原因でメンブレンの故障が発生することはまれです。 おそらくメーカーの保証期間に関係して、メンブレン交換の寿命は 3 年が一般的となっています。

RO 膜エレメントはフィルターではないことに注意してください。つまり、使用により汚れたり磨耗したりすることが予想される使い捨てデバイスではありません。 RO 膜が永久に持続するわけではないのは事実ですが、膜の性能に重大かつ永続的な変化が見られずに 10 年以上稼働しているケースもあります。

RO 膜はフィルターのような機能はありません。 入ってくる水はすべて膜シートを強制的に通過するわけではないため、浮遊固体は表面に付着した粒子として常に残されます。 適切に設計された RO システムでは、入口水中の懸濁物質の大部分が膜エレメントを通過し、濃縮物の流れとともにシステムから排出されます。 これは、入口流の濃度に対する濃縮流中の懸濁物質を測定し、その増加した濃度が入口流の濃縮係数比を濃縮流の流量で割った値とどのように相関するかを示すことによって検証できます。

適切に設計された RO システムとは、前処理装置が大きな粒子を除去し、RO の汚れ率を適度に低く保つのに十分なほど小さな粒子の濃度を低減するシステムのことです。 大規模な上流濾過装置と低い RO 透過流束率を備えた水システムを設計して RO 汚れを除去することは経済的ではない可能性があります。 ただし、原水中の懸濁物質の濃度が高い場合は、前処理に少なくともマルチメディアフィルターを含めることが通常現実的です。 RO の上流に精密濾過や限外濾過システムなどの膜濾過システムを導入することを正当化することは可能かもしれません。これにより、RO 透過流束速度が増加し、RO の汚損速度が低下します。 RO の性能を維持するには、RO の化学洗浄が頻繁に必要になります。

懸濁物質の一部は、水源に由来するか、水前処理システム自体で生成される、本質的に生物学的なものである可能性があります。 RO の上流の配管および処理コンポーネント内で生物活性が制御されていない場合、RO の前処理が生物学的ファウリング粒子の発生源になる可能性があります。 これらの生物学的粒子は RO 膜に付着する親和性を持っていることが多いため、たとえ透過率が低くても粒子が膜を汚さないようにすることが困難になる可能性があります。 これらの生物粒子の発生源での頻繁な殺生物ショック処理や消毒など、この活動を制御する方法を採用する必要がある場合があります。

この前処理の有効性を監視する一般的な方法は、シルト密度指数 (SDI) を使用することです。 RO 入口水の SDI 値は、多くの場合、必要な RO 洗浄頻度と相関します。 一般的な SDI 目標は 5 回未満であり、その場合、RO 洗浄の必要性は年間 5 回未満になります。

ただし、SDI とのこの相関関係は、RO がシステム全体で適度に低い透過率で設計されている場合にのみ発生します。 懸濁物質による汚れが最も発生しやすい RO システムの最も重要な領域は、水が最初に RO 膜に入る場所です。これは、水の透過速度が最も高い場所であるためです。 供給水が膜表面を横切って膜要素を通って流れると、膜圧力が低下します。