自治体の逆浸透 (RO) システムは、地域社会に清潔で安全な飲料水を提供する上で重要な役割を果たしています。これらのシステムは、塩、ミネラル、細菌、ウイルスなどの幅広い汚染物質を原水源から除去するように設計されています。ただし、地方自治体の RO システムの効率的かつ信頼性の高い運用を確保するには、適切な前処理が不可欠です。のサプライヤーとして都市型逆浸透システム, 自治体の RO システムで一般的に使用されるさまざまな前処理方法について詳しく説明します。
1. スクリーニングとろ過
前処理プロセスの最初のステップは通常、スクリーニングと濾過です。これは、原水から大きな粒子、破片、浮遊物質を除去するために行われます。これらの大きな粒子は、除去しないと RO 膜に物理的損傷を引き起こす可能性があり、膜の寿命が短くなり、メンテナンスコストが増加します。
粗いスクリーニング
粗いふるい分けでは、大きなメッシュのスクリーンを使用して、葉、小枝、ゴミなどの大きな物体を水から除去します。これらのスクリーンは通常、水処理プラントの取水口に設置されます。スクリーン開口部のサイズは、原水源の性質によって異なりますが、通常は 6 ～ 25 mm の範囲です。
精密ろ過
粗いふるい分けの後、精密ろ過を使用して小さな浮遊固体を除去します。精密ろ過方法には、砂ろ過、マルチメディアろ過、カートリッジろ過などのいくつかの種類があります。
砂ろ過は最も一般的な方法の 1 つです。砂の床を使用して、水が通過するときに浮遊粒子を捕捉します。砂の粒子は物理的な障壁として機能し、きれいな水のみを通過させます。マルチメディアろ過は砂ろ過を改良したものです。砂、無煙炭、ガーネットなどのさまざまな媒体を組み合わせて使用し、ろ過効率を高めます。媒体が異なると粒子サイズと密度が異なるため、さまざまなサイズの粒子をより効果的に除去できます。
カートリッジろ過は、精密ろ過のもう 1 つのオプションです。カートリッジ フィルターは、ポリプロピレンやセルロースなどの多孔質材料でできています。 1 ～ 5 ミクロンの粒子を除去できます。カートリッジフィルターは、残留する小さな粒子を確実に除去するために、水が RO システムに入る前の最終前処理ステップとしてよく使用されます。
2. 凝集と凝集
凝集と凝集は、水からコロイド粒子と溶解有機物を除去するために使用される化学プロセスです。コロイド粒子は非常に小さい粒子であり、重力によっては容易に沈降しません。これらは RO 膜の汚れを引き起こし、システムのパフォーマンスを低下させる可能性があります。
凝固
凝固には、水への凝固剤の添加が含まれます。凝集剤は、コロイド粒子のマイナス電荷を中和し、コロイド粒子を集めてフロックと呼ばれるより大きな粒子を形成させる化学物質です。一般的な凝固剤には、硫酸アルミニウム (ミョウバン)、塩化第二鉄、ポリ塩化アルミニウム (PACl) などがあります。凝固剤を水に加え、均一に分散させるために急速に混合します。
凝集
凝固後、凝集を行う。凝集は穏やかな混合プロセスであり、凝集が大きくなり重くなります。これは、フロックが互いにくっつくのを助けるポリマーである凝集剤を添加することによって行われます。次に、凝集した水を沈殿タンクに沈殿させます。そこで大きな凝集物は底に沈み、浄化された水は上部から取られます。
3. 消毒
消毒は、細菌、ウイルス、原生動物などの有害な微生物を水から除去または不活化するための重要な前処理ステップです。微生物は、除去されないと RO 膜の汚れを引き起こし、消費者に健康上のリスクをもたらす可能性があります。
塩素化
塩素処理は最も広く使用されている消毒方法です。塩素は強力な酸化剤であり、さまざまな微生物を殺すことができます。通常、塩素ガス、次亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸カルシウムの形で水に添加されます。添加する塩素の量は、原水の品質と望ましい消毒レベルによって異なります。ただし、過剰な塩素は RO 膜を損傷する可能性があるため、塩素の投与量を慎重に制御することが重要です。
オゾン処理
オゾン処理も人気が高まっている消毒方法です。オゾンは、微生物を効果的に殺し、有機物を分解する強力な酸化剤です。オゾンは、空気または酸素をオゾン発生器に通すことによって現場で生成されます。オゾン処理の利点の 1 つは、塩素処理などの製品による有害な消毒を行わないことです。しかし、オゾンは非常に不安定な気体であり、生成や取り扱いには特別な設備が必要です。
紫外線（UV）消毒
UV消毒は、紫外線を使用して微生物を不活化する物理的な消毒方法です。紫外線は微生物の DNA を損傷し、微生物の繁殖を妨げます。 UV 消毒は化学薬品を使用しない方法です。つまり、消毒生成物が生成されません。塩素に耐性のある微生物を含む幅広い微生物に対しても非常に効果的です。ただし、UV 消毒では残留消毒が行われないため、消毒後に水が再汚染される可能性があります。
4. スケールと腐食の抑制
自治体の RO システムでは、スケールの形成と腐食が大きな問題となる可能性があります。スケールは、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、シリカなどの溶解ミネラルが水から沈殿し、RO 膜上に硬い堆積物を形成するときに形成されます。腐食は、水中の酸素、酸、その他の腐食性物質の存在によって発生する可能性があります。
スケール抑制
スケール防止剤は、スケールの形成を防ぐために水に添加される化学物質です。これらの阻害剤は、ミネラルの結晶化プロセスを妨げることによって機能します。これらは成長中の結晶の表面に吸着し、結晶が大きく成長してスケールが形成されるのを防ぎます。一般的なスケール防止剤には、ホスホネート、ポリアクリレート、ポリマーなどがあります。
腐食防止
腐食防止剤は、RO システムの金属コンポーネントを腐食から保護するために使用されます。金属表面に保護膜を形成し、腐食性物質が金属に接触するのを防ぎます。一般的な腐食防止剤には、亜硝酸塩、リン酸塩、アミンなどがあります。
5. pH調整
水の pH は、RO システムのパフォーマンスに大きな影響を与える可能性があります。ほとんどの RO 膜の最適な pH 範囲は 6 ～ 8 です。pH が低すぎると水が酸性になる可能性があり、システムコンポーネントの腐食や RO 膜の損傷を引き起こす可能性があります。 pH が高すぎると、スケールの形成がより容易に発生する可能性があります。
pH調整は通常、水に酸または塩基を加えることによって行われます。水がアルカリ性すぎる場合は、硫酸や塩酸などの酸を加えて pH を下げることができます。水が酸性すぎる場合は、水酸化ナトリウムや石灰などの塩基を加えて pH を上げることができます。
結論
適切な前処理は、自治体の RO システムの効率的かつ信頼性の高い運用に不可欠です。スクリーニング、濾過、凝集、凝集、消毒、スケールと腐食の抑制、pH調整を組み合わせて使用することで、原水の水質を改善し、RO膜の寿命を延ばすことができます。
のサプライヤーとして市営逆浸透システム, 当社は、地方自治体の RO システムの前処理ソリューションの設計と導入に豊富な経験を持っています。もご用意しております工業用海水逆浸透装置そして海水淡水化のための逆浸透ソリューション。当社の製品やサービスについてさらに詳しく知りたい場合、または潜在的なプロジェクトについて話し合いたい場合は、調達やさらなる話し合いについてお気軽にお問い合わせください。
参考文献
- AWWA (アメリカ水道協会)。水処理プラントの設計。マグロウ - ヒル プロフェッショナル、2017 年。
- クリッテンデン、JC、他。水処理: 原理と設計。ジョン・ワイリー＆サンズ、2012年。
- グリーンリー、LF、他。 「逆浸透膜淡水化: 水源、技術、そして今日の課題」水の研究、2009、43(9): 2317 - 2348。