汽水 RO 膜は、地下水、地表水、水道水、低塩分工業用プロセス水など、総溶解固形分が約 1,000 ～ 10,000 ppm の給水を脱塩するために構築されたスパイラル型逆浸透エレメントです。約 0.6 ～ 2.1 MPa の中程度の供給圧力で動作し、薄膜複合ポリアミド層を使用して、精製水を通過させながら溶解塩、硬度イオン、有機物、微生物を除去し、通常 98.5 ～ 99.5 パーセントの塩除去率に達します。
汽水は塩分濃度の淡水と海水の間に位置するため、この膜カテゴリは海水要素とは異なる圧力と流束バランスを中心に設計されています。これは、都市水道施設、ボイラー給水前処理、食品および飲料の生産ライン、および海水膜に要求される極度の圧力定格を必要としない産業用再利用システムの長いリストの背後にある主力膜です。
汽水 RO 膜がどのようにして水から塩を分離するのか
膜は選択透過性に作用します。加えられた圧力が供給溶液の浸透圧を超えると、水分子はポリアミド除去層を通って移動しますが、ナトリウム、塩化物、カルシウム、マグネシウム、硫酸塩、およびより大きな有機分子は濃縮物側に保持されます。フィルムの表面電荷は製造中に調整されるため、カルシウムやマグネシウムなどの二価イオンは、ナトリウムや塩化物などの一価イオンよりも効果的に排除されます。そのため、総塩分が減少する前に硬度が急速に低下します。
3,000 ppm の供給水を使用した一般的な運転では、透過水の導電率は 1 センチメートルあたり 30 マイクロジーメンスを下回る可能性があります。これは、ボイラー補給システムまたは電子グレードの超純水の下流の EDI 研磨ステージに直接供給できるほど十分に清浄です。適度な圧力と強力な阻止のバランスがまさに、ほとんどの内陸および地方自治体のプロジェクトで海水やナノ濾過要素ではなく汽水カテゴリーが選択される理由です。
汽水用RO膜シリーズと技術パラメータ
膜サプライヤーは一般に、汽水のラインアップを圧力階層に分割し、事業者がエネルギー消費量を原水の実際の塩分に合わせて調整できるようにするとともに、困難な供給流用に防汚バリアントを提供します。
| シリーズ | 給水塩分濃度 | 典型的な塩の除去 | 使用圧力 |
| 低圧BW | 1,000～3,000ppm | 98.5%以上 | 0.6～1.0MPa |
| 中圧BW | 3,000～7,000ppm | 99.0%以上 | 1.0～1.6MPa |
| 高圧BW | 7,000～10,000ppm | 99.2%以上 | 1.6～2.1MPa |
| BW-FR 耐汚染性 | 高SDI給水 | 98.8%以上 | 1.0～1.8MPa |
4040 (4 インチ x 40 インチ) および 8040 (8 インチ x 40 インチ) ハウジングが、依然として最も一般的な 2 つの形式です。 4040 汽水エレメントは、1 時間あたり約 1.0 ～ 1.5 トンの出力を持つ小型の純水スキッドおよび実験室システムに適しています。一方、8040 エレメントは、大型の市営または産業用電車をカバーし、同じ総容量に必要なハウジングの数がはるかに少なく、エレメントあたり 1 時間あたり約 7.5 ～ 9.5 トンを供給します。
汽水RO膜が実際に使われている場所
この膜カテゴリーに対する産業上の需要は、単純な脱塩をはるかに超えて、いくつかの重工業にわたる完全なプロセス水ソリューションへと移行しています。
- 太陽光発電の製造: シリコンウェーハの切断には、抵抗率 18 メガオーム cm の超純水が必要です。汽水膜の前処理段階では、EDI 研磨ユニットに到達する前に 2,500 ppm の給水を 25 ppm 以下に下げることができ、年間 100 万トン以上を処理する設備では、要素を 3 年以上使用し続けています。
- 鉄鋼および発電所: 循環冷却水とボイラー給水には厳密な塩分管理が必要です。 4,500 ppm の高硬度給水を処理する防汚性 BW-FR シリーズは、化学洗浄間隔を約 45 日から 120 日に延長しながら、75 パーセントを超える透過水回収率を維持することが示されています。
- 捺染と染色： 廃水再利用プロジェクトでは、強力な色と COD の除去が必要です。この設定の汽水膜は、5 ハーゼン単位以下の透過色で 85% 以上の COD 除去率を達成し、産業再利用のための再生水基準を満たしています。
- 市営水と飲料水の供給: 低圧 BW シリーズ膜は、立方メートルあたりのエネルギーコストが決定要因となる地下水および地表水処理の標準的な選択肢です。
汽水RO膜 vs 海水RO膜
これら 2 つのカテゴリはどちらも逆浸透要素であるため混同されることがありますが、互換性はありません。
| 属性 | 汽水RO膜 | 海水RO膜 |
| 飼料の塩分濃度 | 1,000～10,000ppm | 35,000ppm以上 |
| 使用圧力 | 0.6～2.1MPa | 5.5～6.9MPa |
| ハウジング圧力定格 | 標準任務 | 強化された高圧 |
| 一般的な使用方法 | 地下水、都市給水、工業用水 | 海水淡水化 |
適切な汽水 RO 膜の選び方
低圧、中圧、高圧、および耐汚損性シリーズのいずれかを選択するのは、源水レポートからの 4 つのデータ ポイントに帰着します。
- フィードの TDS と硬度: 塩分濃度を上の表の正しい圧力段階に合わせてください。硬度が 500 mg/L を超える場合は、膜のみに依存するのではなく、膜の前に軟化ステップを追加します。
- SDI値: シルト密度指数が 5 を超える場合は、標準の BW エレメントではなく、幅の広いフィード スペーサーを備えた BW-FR 耐汚損シリーズに移行してください。
- エネルギー予算: 低圧 BW シリーズは、高圧シリーズと比較してポンピング エネルギーを約 25 ～ 30 パーセント削減しますが、定格塩分濃度範囲内でのみ動作します。
- 目標回収率: 汽水システムは通常、70 ～ 85 パーセントの回収率で稼働します。回収率を高めると、濃縮物側でスケールのリスクが高まり、通常はスケール防止剤の投与が必要になります。
前処理と耐用年数
標準的な動作条件下では、汽水 RO 膜エレメントは 3 ～ 5 年の耐用年数を想定して設計されていますが、実際の耐用年数は前処理の品質に大きく依存します。一般的な前処理トレインには、濁度を 1 NTU 以下にするためのマルチメディア濾過、残留塩素を 0.1 ppm 以下に除去するための活性炭濾過、膜ハウジングの前にある 5 ミクロンのカートリッジ濾過、および硬度またはスケールのリスクが高い場合の軟化剤またはスケール防止剤の添加が含まれます。
一般に、透過流量が初期値から 15% 以上低下した場合、塩除去率が 1.5% ポイント以上低下した場合、膜間圧力が 20% 以上上昇した場合、または化学的定置洗浄サイクルで性能を元のベンチマークの 90% まで回復できない場合には、交換が正当化されます。正規化されたフローと拒否を月次ベースで追跡すると、これらのしきい値を早期に発見しやすくなります。
よくある質問
汽水 RO 膜はどの塩分濃度範囲を対象に作られていますか
これは、総溶解固形分が約 1,000 ～ 10,000 ppm の供給水用に設計されており、ほとんどの地下水、地表水、および低塩分の工業プロセス流をカバーします。
BWシリーズとBW-FRシリーズのメンブレンの違いは何ですか
BW シリーズは、通常の汚れ傾向を持つ従来の汽水用に設計されています。 BW-FR シリーズは、高 SDI、高濁度、または有機物を多く含む水源での汚れに耐えるために、幅広のフィード スペーサーと改良された表面化学を追加しています。
工業用BW RO膜の寿命はどのくらいですか
適切な前処理を行った標準的な条件下では 3 ～ 5 年。供給水の品質が悪い、または清掃が頻繁でない場合、この期間は大幅に短縮される可能性がありますが、よく保守されたシステムは 4 年以上安定して稼働しています。
汽水用 RO 膜は海水用膜の代わりに使用できますか
いいえ、汽水膜は海水膜よりも供給圧力が低く、除去層が薄いように作られており、海水の淡水化に必要な 5.5 ～ 6.9 MPa の圧力には対応していません。
汽水ROシステムにはどのような前処理が必要ですか
標準的なトレインには、マルチメディア濾過、活性炭濾過、5 ミクロンカートリッジ濾過、および硬度またはスケールのリスクが高まった場合の軟化剤またはスケール防止剤の投与が含まれます。
最終的な考え
汽水 RO 膜は、1,000 ～ 10,000 ppm の塩分濃度範囲でエネルギーコストと脱塩のバランスが適切に保たれているため、ほとんどの内陸水処理システムの中心に位置しています。適切な圧力層のマッチング、SDI が要求する場合の防汚シリーズの選択、および前処理の一貫性の維持が、エレメントの寿命が 3 年か 5 年かを実際に決定します。
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