逆浸透膜による脱塩方法(その5)

2000年3月25日 土曜日

RO膜の話(その5)
1.RO設備各機器の設計
1)前処理設備(pH調整・凝集沈殿)
@pH調整
 RO供給水の水質改善(炭酸カルシウム析出防止等)のためにpH調整が必要になる場合がある。pH調整剤は一般には安価な硫酸を使用するが、硫酸カルシウムの析出のおそれがある場合は塩酸を使用する。
A凝集剤
 ROの前処理用としては塩化第二鉄がもっともよい。
 海水の場合は塩化第二鉄を使用する。
 注入率はそれぞれ実験により求める。  
BSBS   
SBSは次式で反応する。      
NaHSO3+Cl2+H2O→NaHSO4+2HCl      NaHSO3+O2→2NaHSO4
注入率  X=【DO】×6.5+【Cl2】×1.5+A+B  
【DO】…溶存酸素ppm      【Cl2】…遊離塩素ppm     
            A…安定化のための注入率(微生物汚染に対する)10ppm
            B…安全のための注入率             10ppm
CSBSの性能
   SBSは時間とともに性能低下が激しいので作液時間、作液量等に考慮を払うこと。 
一次ろ過設備
●表流水の場合
   表流水の場合は凝集沈殿ろ過が必要である。一次ろ過としては急速砂ろ過処理が最適と考えられる。
●井水からのフロー(除鉄・除マンガン要)
    一次ろ過として除鉄・除マンガン塔を使用する。
●井水からのフロー(水質良好)
    一次ろ過は特に必要ではない。
二次ろ過(精密ろ過:ポリッシャー)
FI=4.0を得るためポリッシャーを設ける。
ポリッシャーとしては砂ろ過器やその他の ろ過器が使用できる。
2)各機器
(1)ブースターポンプ   前処理の最終槽から保安フィルターへ送水するポンプ。
(2)保安フィルター
(安全フィルター)
これはろ過というよりも膜面の保護が主目的として考える。
型 式:カートリッジフィルター(ポリエステルもしくはポリプロピレン)
目開き:10〜20μm程度でよい。      
本 数:設計基準として10〜15リットル/min・本(10インチ長)      
材 質:ハウジングはSUS304以上を標準とする。
海水淡水化の場合はSUS316L又は樹脂製を採用すること。
(3高圧ポンプ RO設備の心臓部のポンプであり、選定には注意を要する。  
吐出量:設計数値の5%増し
吐出圧:ブースターポンプとの合計が必要圧力で設計圧力の5%増しとする。   
材質:基本的にはSUS304以上とする。海水淡水化の場合はSUS316以上
ポンプ型式 @低圧の場合(5.0kg/cm2程度以下)    通常の渦巻ポンプでよい。
A中圧の場合(5.0〜30.0kg/cm2程度以下)
 多段渦巻ポンプとする。通常の渦巻ポンプでよい。   
B高圧の場合(30.0〜65.0kg/cm2程度以下)
小容量の場合(1.0m3/min程度以下)プランジャーポンプで対応する。
それ以上の場合は多段渦巻ポンプで対応する。
(4)ROエレメント本数簡易計算 原水水質、処理水水質、回収率等から最適なRO膜を選定する。
本数:規格値の約70%程度で計算する)
詳細についてはメーカーによるシミュレーションで決定する。
(8)ROベッセル本数
 の計算
RO設備はできるだけ連続運転とする。そのため、中継槽等には十分な余裕をみること。
RO設備における生産水量は膜本数で決まり、微妙に変化させること はできない。
よって
RO設備は複数系列で構成し、水量の変化には稼働設備台数 および稼働時間で対応する。そのため必要な機台数、ベッセル数、エレメント数等を検討する。
ベッセルの決定
1〜6本入りがあるが、エレメントの更新等を考慮すると
4本入り程度がよい。
段数の決定
クリスマスツリー方式の段数は回収率により決定される。
配管 RO設備に使用する配管は一般にはSUS304を使用する。
海水淡水化の場合はSUS316Lを標準として使用する。
配管流速の設定 ベッセルは例えば10本程度並列に並べるので、一次や二次のヘッダーの設計時に流 速を落として設計すること。
ヘッダー部流速は1.0m/sec以下で設計する。
透過水側圧力 透過水側に過大な圧力がかかるとエレメントに対する使用圧力が高くなり所定の 性能が発揮できなくなる。透過水側の圧力は0.5kg/cm2以下に押さえること

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