1999年7月19日 月曜日
| ＲＯ膜の話（その２） １．ＲＯ膜とは 脱塩操作に最も一般的に使用される逆浸透（ＲＯ）について説明する。 (1) 逆浸透(ＲＯ)の原理 逆浸透 （Osmosis）とはあらゆる生物体が持っている生理機能である。 この機能によって栄養分は細胞膜を通って吸収され、又、老廃物は同じ細胞膜を通って反対側に排出される。 これらの細胞膜は半透膜（Semi-Permeable-Mwembrane）である。 例えば、白菜を塩漬けすると水がでてくるのは白菜の細胞の中の溶質より、外側の塩濃度が高いため細胞中の 水が細胞膜を通って外にでてくるためである。 逆浸透の原理を図により示す。 逆浸透による脱塩は、図により説明できる。 －－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ 濃厚液が例えば海水（かん水）で、希薄液が水の場合、圧力Ｐを加える（海水の場合56～60kg/cm2）事により、海水から水が希薄液側（水側）に移動します。濃厚液が有価物ならば、有価物の濃縮ができる。 |
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| (3) ＲＯ膜の比較 1)エレメントとベッセル ＲＯ膜を実際に使用しやすいように成形した構造体をエレメント（モジュールともいう）といい、エレメントを数本格納して通水できるようにした格納容器をベッセルと呼ぶ。 |
| 2)材質面から ①酢酸セルロース膜 最も早く実用化されたがｐＨが高いと加水分解する。許容ｐＨは 8.0以上であるが運転中のｐＨは5.5～6.0程度で運転する必要がある。また微生物に弱いという欠点がある。使用圧力は供給水塩濃度1500ppm(NaCl)で約30kg/cm2と 高い。よって最近ではほとんど複合膜に取って代わられている。酢酸セルロース膜は過去に納入した膜の交換用にあるといっても過言ではない。 ②複合合成膜 遊離塩素やオゾン等の酸化剤により膜の分解が促進される種類の膜が多い。酸化雰囲気であれば数時間から数日で膜が破損すると考えるのがよい。通常は還元剤としてＳＢＳ（重亜硫酸ソーダ）の添加が必要である。但し、膜の種類によっては低濃度( 0.1ppm程度 )の遊離塩素には耐えられる膜もあるので設計時に考慮する必要がある。但し、複合膜では低い使用圧力が特徴である。 供給水塩濃度1500ppm(NaCl)で 15kg/cm2程度と酢酸セルロースの膜に比べて低い圧力で使用できる。また500ppmの濃度で 3.5kg/cm2と超低圧膜も市販されている。 以上を考えると複合膜の方が有利 |
| 3)構造から ①中空糸型膜モジュール（フォローファーバー型） このタイプは膜の支持体を必要としないこと、単位容積当たりの膜面積が大きく得られることから装置全体をよりコンパクトにできる特徴を持っている。 中空糸型膜モジュールには、フォローファイバー型の逆浸透膜が供用されている。 エレメントの外径４インチ、８インチ、１２インチと準備されている。 フォローファイバー型のＲＯ膜への供給水には高い清澄度が要求される。 ②スパイラル型膜モジュール ２枚の四角い平膜の端を接着剤で袋状に貼り合わせ、これとスペーサーやブラインシール等とを集水管の回りにのり巻き状に巻き込んだものである。コンパクトでかつ大きな膜面積が得られる。 |
| 4)スパイラル型とフォローファーバー型 | |
| 造水量から | 単位体積あたりの造水量はフォローファイバー型の方が多い。 12インチモジュールも市販されている。 |
| 清澄度から | 供給水に必要なＦＩ値はスパイラルで4.0以下、フォローファイバーで3.0以下といわれている。ＦＩ値で4.0と3.0は前処理装置の仕様に大きな影響を与える。 |
| 脱塩率から | 大きな差はない。 |
| 使用すべき膜 | 前処理の問題からスパイラル型で検討する方がよい。 |
| 膜の互換性： | 通常、エレメントは４インチ径と８インチ径とがあり、長さは１ｍで統一されている。同じ構造形式の膜なら、膜メーカー、膜種類が異なっても互換性がある。(国産・海外含めて) ベッセルは４インチと８インチ用があり、エレメント格納本数は１本から最大６本。 ＲＯの設計計算を行った上で４インチか８インチを選択し、格納本数を決定する |
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