1.流入水のpH値
流入水の pH 値は、逆浸透膜の性能に大きな影響を与えます。 pH値の変化は水中の溶存ガスのバランスに影響を及ぼし、逆浸透膜の脱塩速度や生成水のpH値に影響を与えます。具体的には、水中の二酸化炭素、重炭酸塩、炭酸塩の間には動的なバランスが存在します。流入水から重炭酸塩と炭酸塩が除去されると、二酸化炭素が水分子と結合して重炭酸塩と水素が形成され、生成水の pH 値が低下します。研究によると、ほとんどの RO システムでは、逆浸透生成水の pH 値が 1 ～ 2 pH 単位低下し、特に流入水のアルカリ度と重炭酸塩濃度が高い場合、生成水の pH 値の低下がより顕著になります。
さらに、pH 値の変化は、さまざまなイオンに対する逆浸透膜の除去効率にも影響します。たとえば、pH 値の変化は、フッ化水素酸、酢酸、ホウ酸、アンモニアなどの一部のイオンのイオン化または非イオン化を変化させるため、pH 値の変化はホウ素イオンの除去に影響します。したがって、逆浸透システムの設計と操作では、流入水の pH 値を適切な範囲内に制御することが膜の性能を維持するために重要です。
2. 流入水質
流入水の水質も逆浸透膜の性能に影響を与える重要な要素です。流入水の水質には、濁度、有機物含有量、残留塩素含有量、鉄含有量、ケイ素含有量などの指標が含まれます。これらの指標の基準を超えると、膜のスケール付着、金属酸化物汚染、浮遊物質の詰まり、コロイド汚染、有機物や微生物の汚染など、逆浸透膜にさまざまな程度の影響が生じます。
たとえば、シルト密度指数 (SDI) 値は 4.0 未満、濁度は 1.0 NTU 未満、有機物含有量は 1.5 mg/L 未満、残留塩素含有量は 0.1 mg/L 未満、溶存酸素が 5 mg/L を超える場合の鉄含有量は 0.05 mg/L 未満、濃縮水中の SiO2 は100mg/L。これらの指標の制御は、膜の汚れを防ぎ、膜の寿命を延ばし、システムの安定した動作を維持するために不可欠です。
3. システム復旧率
システムの回収率は、逆浸透膜の性能に影響を与えるもう 1 つの重要な要素です。回収率が増加すると、濃縮水中の塩分が増加し、生成水の導電率が増加します。大規模な RO システムの場合、回収率は通常、難溶性塩のスケール傾向、つまり濃縮水の最大濃度によって制限されます。小規模な RO システムの場合、回収率は通常 30% ～ 50% 未満です。
回収率の変化は各セクションの圧力損失に大きな影響を与えます。回収率が多少変化しても全圧差は0.02MPa程度変化します。したがって、実際の運用では、膜の性能パラメータとシステム設計に応じて回収率を合理的に設定し、水の生産効率とシステムの運用コストの最適なバランスを達成する必要があります。
要約すると、入口水の pH 値、入口水の品質、およびシステムの回収率が、逆浸透膜の性能に影響を与える 3 つの重要な要素です。これらの要因を合理的に制御することで、逆浸透膜の水生成効率を効果的に向上させ、膜の寿命を延ばし、システムの安定した動作を維持できます。