水処理用限外濾過膜の選び方

汚染物質のターゲットによる細孔サイズの選択

細孔サイズと汚染物質除去の関係は非線形です。 0.01μm では、ウイルス除去率は 4-log (99.99%) を超えますが、フラックスは 50 ～ 70 L/m²·h に制限されます。 0.02 µm では、ウイルス除去率は 3-log (99.9%) に低下しますが、フラックスは 70 ～ 100 L/m²·h に増加します。これは、除去率がわずかに低下しても、生産性が 30 ～ 40% 向上することになります。 0.04μm では、ウイルスの除去は最小限 (1-log) ですが、フラックスは 80 ～ 120 L/m²・h ​​に達し、下流の消毒で病原体を扱う用途に適しています。下流に UV がない飲料水の場合、推奨最小値は 0.02 µm です。ウイルス除去が必要ない RO 前処理の場合、コロイド保護には 0.01 ～ 0.02 µm が指定されます。

流動率: 経済的均衡措置

設計フラックスの選択は、資本コストと運用コストの両方に直接影響します。流束が高くなると膜面積が減少し、膜面積 1 m² あたり資本支出が 50 ～ 100 ドル削減されます。ただし、フラックスが高くなると汚れの割合が増加するため、より頻繁な洗浄が必要になります。クリーニングにより、化学薬品コスト (透過水 m3 あたり 0.02 ～ 0.05 ドル) とダウンタイム (1 ～ 2% の可用性損失) が追加されます。最適な光束はこれらの要素のバランスをとります。 10,000 m3/日のプラントの場合、流束を 70 L/m²・h ​​から 90 L/m²・h ​​に増やすと、膜面積が 22% 減少します (150,000 ～ 200,000 ドルの節約) が、年間洗浄コストが 8,000 ～ 12,000 ドル増加します。正味現在価値の計算では、通常、膜コストが 100 ドル/m² を超え、化学薬品コストが 0.03 ドル/m3 を下回る場合、より高い流束が優先されます。

フローの構成とインストール

流れの方向とモジュールのタイプは、洗浄効果と固形物の処理に影響します。インサイドアウトフローにより、膜表面の洗浄のためのより高いクロスフロー速度 (0.5 ～ 1.5 m/s) が可能になり、加圧システムの汚れが減少します。アウトサイドインフローは、重力によって供給される水中システムに適しており、表面洗浄には空気精練 (膜面積 m2 あたり 0.2 ～ 0.5 Nm3/h) が使用されます。中空糸モジュールは、フラットシートの充填密度が 100 ～ 200 m2/m3 であるのに対し、300 ～ 500 m2/m3 で市場を支配しています。大規模プラント (>10,000 m3/日) の場合、中空糸は大幅なスペースの節約を実現します。小規模システム (1,000 m3/日未満) の場合、フラットシートの方が検査とメンテナンスが容易です。

アプリケーション別のクリーニングプロトコル

洗浄戦略は用途によって大きく異なります。飲料水システムでは通常、30 ～ 60 分ごとに逆洗し、1 ～ 3 日ごとに化学強化逆洗 (CEB) を行う必要があります。廃水システムはより頻繁な清掃が必要です。逆洗は 20 ～ 40 分ごと、CEB は 1 ～ 2 日ごとです。 200 ～ 500 ppm NaOCl による回復洗浄は、飲料水の場合は 2 ～ 8 週間ごとに、廃水の場合は 1 ～ 4 週間ごとに実行されます。 PVDF メンブレンは最大 1000 ppm の NaOCl および pH 2 ～ 12 に耐え、初期流束の 95 ～ 100% を回復する積極的な洗浄を可能にします。 PES 膜は NaOCl 200 ppm および pH 3 ～ 10 に制限されており、通常 85 ～ 95% の流束回収率を達成します。洗浄プロトコルはメーカーによって指定され、パイロット テストを通じて検証される必要があります。

アプリケーションパラメータリファレンス

サプライヤーの文書要件