逆浸透膜の化学的洗浄技術方案
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この投稿は、2016年1月16日10時20分に康朝阳によって最終的に編集されました。逆浸透膜の洗浄処理は、細かくて面倒な作業であり、何度も洗浄すると膜が損傷しやすくなります。1つの膜ケースには通常1つの膜要素しかなくないため、これらの膜要素の汚染状況にも違いがあり、その結果洗浄効果が低下し、さらに交差汚染が生じやすくなる。逆浸透膜要素は高度なろ過手段として用いられるが、その表面には避けられずコロイド、微生物、不純物粒子、および難溶性塩類の析出物が残存する。したがって、さまざまな分野で使用される逆浸透装置においては、効果的な逆浸透膜洗浄技術を適時に確立することが必要であり、異なる装置システムにおいては洗浄サイクルの長さが異なるだけである。 逆浸透膜 逆浸透膜のオフライン洗浄 逆浸透処理に先立ち、膜表面の汚染をできるだけ避けるために、供給される水を事前に処理する必要があります。最適な操作条件（生成水の流速、圧力、回収率、pH値）は、膜表面の汚れを減少させる上で非常に重要な役割を果たします。予処理済みの給水にSDI15の値が高い場合（許容範囲内であっても）、運転時間が経つにつれて、逆浸透膜の表面には懸濁物質やコロイド、塩分の沈着による汚れが生じます。汚れは膜要素の性能を低下させ、具体的には生成水流量の減少や、溶質の透過率の上昇、または給水と濃水との間の圧力差の増大などが現れます。 通常、汚染の状況に応じて、逆浸透の洗浄にはオンライン洗浄とオフライン洗浄の2種類の方法が用いられます。 逆浸透膜 逆浸透膜のオフライン洗浄 逆浸透膜のオンライン洗浄技術 オンライン洗浄は一般的な洗浄方法であり、主に逆浸透システムの保守およびメンテナンスを行うものです。 1、洗浄条件 逆浸透システムのパラメータが以下のように変化した場合、すぐにオンライン洗浄を行う必要があります：1) システムのセクション間圧力差：第1セクションの圧力差≤0.2Mpa、第2セクションの圧力差≤0.1Mpa。 2) システムの運転パラメータを変更しない状態で、温度補正によりシステムの生成水量を設計値の85％以上に回復させる。 3）生成水の脱塩率の変動は5％を超えない 2、洗浄ステップ ①ポンプを使用して、クリーンで遊離塩素を含まない逆浸透処理済み水を洗浄タンク（または適切な水源）から圧力容器内に送り込み、数分間滞留させる。 ②清潔な製品用水を洗浄槽で使用して洗浄液を調製します。 ③洗浄液を圧力容器内で1時間、または事前に設定された時間循環させる。 ④洗浄が終了したら、洗浄槽の残液を排出して洗い流し、次の洗浄のために清潔な製品用水で洗浄槽を満たします。 ⑤ポンプを使って、クリーンで遊離塩素のない製品水を洗浄槽（または適切な水源）から圧力容器に送り込み、数分間排出する。 ⑥逆浸透システムを洗浄した後、製品水排出バルブを開いた状態でシステムを稼働させ、製品水が清潔で泡や洗剤がなくなるまで運転します（通常15～30分）。 逆浸透膜 逆浸透膜のオフライン洗浄 逆浸透膜オフライン洗浄技術 オンライン洗浄の最大の問題は、洗浄が進むにつれて末端部の洗浄液濃度が徐々に低下してしまうことです。逆浸透システムが一定期間以上稼働した後、または逆浸透膜の汚染が深刻になった場合、オンライン洗浄では対処できなくなり、このときは逆浸透膜要素をオフラインで洗浄する必要があります。 1、逆浸透膜のオフライン洗浄条件 ①逆浸透システムの単段圧力差が、システム運転開始時の単段圧力差の2倍以上になった場合。 ②逆浸透システムの生成水量が30％以上減少した。 ③単体の逆浸透膜要素の重量は、通常値を3キログラム以上上回っている。 ④逆浸透システムは、オンライン洗浄によっても性能を回復させることはできない。 逆浸透膜 逆浸透膜のオフライン洗浄 ２．オフライン洗浄の特徴 オンライン洗浄では、異なる位置にある膜に対する対応が不十分である。1つの膜ケース内には通常1つの膜要素しかなくないため、これらの膜要素の汚染状況にも違いがあります。異なる汚染度合いの膜を同じ濃度の洗浄液で洗浄すると、必然的に一部の膜は過剰に洗浄され、別の膜は十分に洗浄されないという状況が生じ、その結果洗浄効果が低下し、さらに交差汚染が起きやすくなります。 逆浸透膜 逆浸透膜のオフライン洗浄 上記の理由から、洗浄過程においてRO膜の洗浄状態を随時監視し、実際の状況に応じて洗浄の程度を決定することができる。洗浄液内の汚染物質の主成分を分析することで、システムの汚染源を特定し、顧客のシステムの使用寿命を延ばすための適切な調整案を提案します。
投稿主さん、ありがとうございます。学*中:hug::victory:
学びました。参考になります。ありがとうございます
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逆浸透膜の汚染と洗浄方法 引き続きお届けしますね ______________________________________
本稿の方法は、直径4インチ、6インチ、8インチ、8.5インチの逆浸透膜要素に適用されます。 注1：いかなる場合でも、遊離塩素を含む水が複合膜要素に接触しないようにしてください。このような接触が起こると、膜要素の性能が低下し、二度と元の性能に戻らなくなります。配管や装置の殺菌後は、逆浸透膜要素に供給される給水中に遊離塩素が含まれていないことを確認する必要があり、これは分析によって検証すべきです。残留塩素を中和するために亜硫酸水素溶液を使用し、反応が完全に行われるよう十分な接触時間を確保してください。 注2：逆浸透膜要素の保証期間中は、各回の膜洗浄はハイドロニック社と協議の上で行うことを推奨します。少なくとも初回の洗浄時には、ハイドロニック社の現地サービススタッフが現場にいるべきです。
注3：洗浄液にはカチオン系界面活性剤の使用を避けるべきです。使用すると膜要素が不可逆的に汚染される可能性があるからです。 1. リーバースオスモシス膜要素の汚染物質 正常に運転を続けると、リーバースオスモシス膜要素は給水中に存在する可能性のある懸濁物質や難溶性物質によって汚染される。これらの汚染物質の中で最も一般的なものは、炭酸カルシウムスケール、硫酸カルシウムスケール、金属酸化物スケール、シリコン沈着物、および有機物や生物由来の沈着物である。 汚染物の性質や汚染の進行速度は給水条件に関連しており、汚染は徐々に進行する。早期に対策を講じなければ、比較的短い時間で膜要素の性能が損なわれることになる。 定期的にシステム全体の性能を検査することは、膜要素が汚染されているかを確認するための良い方法です。異なる汚染物質は、膜要素の性能にさまざまな程度の損傷を与えます。表1には、一般的な汚染物質が膜の性能に与える影響が記載されている。 2. 汚染物の除去 汚染物の除去は、化学的な洗浄や物理的な洗い流しによって行うことができ、場合によっては運転条件を変更することによっても可能である。一般的な原則として、以下のいずれかの状況が発生した場合には洗浄を行うべきである。 2.1 正常な圧力下で、製品の水流量が正常値の10～15％まで低下した場合。 2.2 正常な製品の水流量を維持するため、温度補正後の給水圧力は10～15％上昇した。 2.3 製品の水質が10～15％低下する。塩の透過率が10～15％増加する。 2.4 圧力を10～15％上昇させる 2.5 ROの各段間の圧力差が顕著に増加する（この傾向を監視する計器がないかもしれない）。 3. 一般的な汚染物質とその除去方法：3.1 炭酸カルシウムスケール 防スケール剤添加システムに障害が発生したり、酸添加システムに問題が生じて給水のpHが上昇すると、炭酸カルシウムが沈着する可能性があります。成長した結晶が膜表面を損傷させないように、炭酸カルシウムスケールの沈着をできるだけ早く発見する必要があります。もし早期に発見できれば、給水のpHを3.0～5.0の範囲に下げて1～2時間運転することで除去することができます。沈殿時間が長い炭酸カルシウムスケールに対しては、クエン酸洗浄液を用いた循環洗浄または一晩中の浸漬が適している。 注：すべての洗浄液のpHは2.0未満にならないようにしなければならず、特に高温時にはRO膜要素が損傷する可能性があるため注意が必要です。また、pHの上限は11.0を超えてはなりません。pHを上げるためにアンモニア水を、pH値を下げるために硫酸または塩酸を使用する。 3.2 カルシウム硫酸塩スケール 清掃液2（表面処理を参照）は、逆浸透膜の表面からカルシウム硫酸塩スケールを除去する最適な方法である。 3.3 金属酸化物スケール 上述の炭酸カルシウムスケール除去法を用いることで、沈着した水酸化物（例えば水酸化鉄）も容易に除去することができる。 3.4 シリカスケール 金属化合物や有機物と共生していないシリカスケールは、一般的には専用の洗浄方法によってのみ除去することができます。詳細な方法については、ハイドネン社までお問い合わせください。 3.5 有機堆積物 有機堆積物（例えば微生物によるスラッジやカビ）は洗浄液3を使用して除去できます。再発生を防ぐためには、ハイドロン社が認可した殺菌剤溶液をシステム内で循環させたり浸漬させたりすることが有効です。効果的に作用させるには通常、長時間の浸漬が必要です。例えば逆浸透装置を3日間停止する場合は、消毒処理を行うのが望ましく、適切な殺菌剤を決定するにはハイドロン社と相談してください。 3.6 清掃液 リーフロー型逆浸透膜要素の清掃には、表2に記載されている清掃液の使用を推奨する。洗浄前に汚染物質を化学的に分析することが非常に重要であり、分析結果を詳細に比較することで最適な洗剤や洗浄方法を選定できる。また、各洗浄時の洗浄方法と得られた洗浄効果を記録しておくことで、特定の給水条件のもとで最適な洗浄方法を見出すための根拠とすることができる。 無機汚染物質には、洗浄液1の使用を推奨します。硫酸カルシウムおよび有機物には、洗浄液2の使用を推奨します。重度の有機物汚染の場合は、洗浄液3の使用を推奨します。すべての洗浄は、華氏104度（摂氏40℃）という最高温度で60分間行うことができる。必要な薬剤の量は、100ガロン（379リットル）あたりの量で計算され、洗浄液を調製する際には薬剤と洗浄用水を所定の比率で混ぜ合わせる。また、溶液を調製するには遊離塩素を含まない逆浸透処理済みの水を使用し、よく混ぜ合わせる必要がある。 逆浸透膜の化学洗浄と水洗い ________________________________________ 洗浄時には、洗浄液を低圧かつ大量で膜の高圧側を循環させる。この際、膜要素は依然として圧力容器内にあり、この作業を行うには専用の洗浄装置が必要となる。 逆浸透膜要素の洗浄の一般的な手順：1. ポンプを使って、クリーンで遊離塩素が含まれていない逆浸透処理済み水を洗浄タンク（または適切な水源）から圧力容器に送り込み、数分間滞留させる。 2. 清潔な製品用水を洗浄槽内で洗浄液に調合する。 3. 清掃液を圧力容器内で1時間、または事前に設定された時間だけ循環させる。8インチまたは8.5インチの圧力容器の場合、流量は35～40ガロン/分（133～151リットル/分）、6インチの圧力容器の場合は15～20ガロン/分（57～76リットル/分）、4インチの圧力容器の場合は9～10ガロン/分（34～38リットル/分）とする。4. 清掃が終了したら、清掃タンク内の液体をすべて排出して洗浄し、その後次の洗浄工程のために清潔な製品用水でタンクを満たす。 5. ポンプを使用して、クリーンで遊離塩素を含まない製品水を洗浄槽（または適切な水源）から圧力容器に送り込み、数分間滞留させる。 6. リンス式逆浸透システムを洗浄した後、製品水排出バルブを開いた状態で逆浸透システムを稼働させ、製品水が清潔で泡や洗剤がなくなるまで運転する（通常は15～30分かかる）。 表1.逆浸透膜の汚染特性とその対処法
汚染物質 一般的な特性 処理方法
カルシウム系沈着物（炭酸カルシウムやリン酸カルシウムなど。通常はシステムの第2段階で発生する） 脱塩率が著しく低下する。システムの圧力が上昇する。システムの生成水量がわずかに減少する。溶液1を使ってシステムを洗浄する。
酸化物（鉄、ニッケル、銅など） 脱塩率が著しく低下する。システムの圧力が大幅に上昇する。システムの生成水量が著しく減少する。溶液1を使ってシステムを洗浄する。
各種コロイド（鉄、有機物、シリカコロイドなど） 脱塩率がわずかに低下する。システムの圧力が徐々に上昇する。システムの生成水量が徐々に減少する。溶液2を使ってシステムを洗浄する。
硫酸カルシウム（通常はシステムの第2段階で発生する） 脱塩率が著しく低下する。システムの圧力がわずかに、または適度に上昇する。システムの生成水量がわずかに減少する。溶液2を使ってシステムを洗浄する。汚染が深刻な場合は溶液3を使って洗浄する。
有機物の沈着 脱塩率が低下する可能性がある。システムの圧力が徐々に上昇する。システムの生成水量が徐々に減少する。溶液2を使ってシステムを洗浄する。汚染が深刻な場合は溶液3を使って洗浄する。
細菌汚染 脱塩率が低下する可能性がある。システムの圧力が著しく上昇する。システムの生成水量が著しく減少する。汚染の種類に応じて、3種類の溶液のうち1つを選んでシステムを洗浄する。
注：汚染の原因を確認し、汚染源を除去する必要があります。ご不明な点があれば、ハイドロネック社にご連絡ください。
表2.推奨される一般的な洗浄液
洗浄液 成分 100ガロン（379リットル）の溶液を作る際の添加量 pH調整
1 クエン酸 逆浸透処理済み水（遊離塩素なし） 17.0ポンド（7.7kg） 100ガロン（379L） アンモニア水を使ってpHを3.0に調整する。
2 トリポリリン酸ナトリウム EDTA四ナトリウム塩 逆浸透処理済み水（遊離塩素なし） 17.0ポンド（7.7kg） 7ポンド（3.18kg） 100ガロン（379L） 硫酸を使ってpHを10.0に調整する。
3 トリポリリン酸ナトリウム ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム 逆浸透処理済み水（遊離塩素なし） 17.0ポンド（7.7kg） 2.13ポンド（0.97kg） 100ガロン（379L） 硫酸を使ってpHを10.0に調整する
本稿の方法は、直径4インチ、6インチ、8インチ、8.5インチの逆浸透膜要素に適用されます。 注1：いかなる場合でも、遊離塩素を含む水が複合膜要素に接触しないようにしてください。このような接触が起こると、膜要素の性能が低下し、二度と元の性能に戻らなくなります。配管や装置の殺菌後は、逆浸透膜要素に供給される給水中に遊離塩素が含まれていないことを確認する必要があり、これは分析によって検証すべきです。残留塩素を中和するために亜硫酸水素溶液を使用し、反応が完全に行われるよう十分な接触時間を確保してください。 注2：逆浸透膜要素の保証期間中は、各回の膜洗浄はハイドロニック社と協議の上で行うことを推奨します。少なくとも初回の洗浄時には、ハイドロニック社の現地サービススタッフが現場にいるべきです。
注3：洗浄液にはカチオン系界面活性剤の使用を避けるべきです。使用すると膜要素が不可逆的に汚染される可能性があるからです。 1. リーバースオスモシス膜要素の汚染物質 正常に運転を続けると、リーバースオスモシス膜要素は給水中に存在する可能性のある懸濁物質や難溶性物質によって汚染される。これらの汚染物質の中で最も一般的なものは、炭酸カルシウムスケール、硫酸カルシウムスケール、金属酸化物スケール、シリコン沈着物、および有機物や生物由来の沈着物である。 汚染物の性質や汚染の進行速度は給水条件に関連しており、汚染は徐々に進行する。早期に対策を講じなければ、比較的短い時間で膜要素の性能が損なわれることになる。 定期的にシステム全体の性能を検査することは、膜要素が汚染されているかを確認するための良い方法です。異なる汚染物質は、膜要素の性能にさまざまな程度の損傷を与えます。表1には、一般的な汚染物質が膜の性能に与える影響が記載されている。 2. 汚染物の除去 汚染物の除去は、化学的な洗浄や物理的な洗い流しによって行うことができ、場合によっては運転条件を変更することによっても可能である。一般的な原則として、以下のいずれかの状況が発生した場合には洗浄を行うべきである。 2.1 正常な圧力下で、製品の水流量が正常値の10～15％まで低下した場合。 2.2 正常な製品の水流量を維持するため、温度補正後の給水圧力は10～15％上昇した。 2.3 製品の水質が10～15％低下する。塩の透過率が10～15％増加する。 2.4 圧力を10～15％上昇させる 2.5 ROの各段間の圧力差が顕著に増加する（この傾向を監視する計器がないかもしれない）。 3. 一般的な汚染物質とその除去方法：3.1 炭酸カルシウムスケール 防スケール剤添加システムに障害が発生したり、酸添加システムに問題が生じて給水のpHが上昇すると、炭酸カルシウムが沈着する可能性があります。成長した結晶が膜表面を損傷させないように、炭酸カルシウムスケールの沈着をできるだけ早く発見する必要があります。もし早期に発見できれば、給水のpHを3.0～5.0の範囲に下げて1～2時間運転することで除去することができます。沈殿時間が長い炭酸カルシウムスケールに対しては、クエン酸洗浄液を用いた循環洗浄または一晩中の浸漬が適している。 注：すべての洗浄液のpHは2.0未満にならないようにしなければならず、特に高温時にはRO膜要素が損傷する可能性があるため注意が必要です。また、pHの上限は11.0を超えてはなりません。pHを上げるためにアンモニア水を、pH値を下げるために硫酸または塩酸を使用する。 3.2 カルシウム硫酸塩スケール 清掃液2（表面処理を参照）は、逆浸透膜の表面からカルシウム硫酸塩スケールを除去する最適な方法である。 3.3 金属酸化物スケール 上述の炭酸カルシウムスケール除去法を用いることで、沈着した水酸化物（例えば水酸化鉄）も容易に除去することができる。 3.4 シリカスケール 金属化合物や有機物と共生していないシリカスケールは、一般的には専用の洗浄方法によってのみ除去することができます。詳細な方法については、ハイドネン社までお問い合わせください。 3.5 有機堆積物 有機堆積物（例えば微生物によるスラッジやカビ）は洗浄液3を使用して除去できます。再発生を防ぐためには、ハイドロン社が認可した殺菌剤溶液をシステム内で循環させたり浸漬させたりすることが有効です。効果的に作用させるには通常、長時間の浸漬が必要です。例えば逆浸透装置を3日間停止する場合は、消毒処理を行うのが望ましく、適切な殺菌剤を決定するにはハイドロン社と相談してください。 3.6 清掃液 リーフロー型逆浸透膜要素の清掃には、表2に記載されている清掃液の使用を推奨する。洗浄前に汚染物質を化学的に分析することが非常に重要であり、分析結果を詳細に比較することで最適な洗剤や洗浄方法を選定できる。また、各洗浄時の洗浄方法と得られた洗浄効果を記録しておくことで、特定の給水条件のもとで最適な洗浄方法を見出すための根拠とすることができる。 無機汚染物質には、洗浄液1の使用を推奨します。硫酸カルシウムおよび有機物には、洗浄液2の使用を推奨します。重度の有機物汚染の場合は、洗浄液3の使用を推奨します。すべての洗浄は、華氏104度（摂氏40℃）という最高温度で60分間行うことができる。必要な薬剤の量は、100ガロン（379リットル）あたりの量で計算され、洗浄液を調製する際には薬剤と洗浄用水を所定の比率で混ぜ合わせる。また、溶液を調製するには遊離塩素を含まない逆浸透処理済みの水を使用し、よく混ぜ合わせる必要がある。 逆浸透膜の化学洗浄と水洗い ________________________________________ 洗浄時には、洗浄液を低圧かつ大量で膜の高圧側を循環させる。この際、膜要素は依然として圧力容器内にあり、この作業を行うには専用の洗浄装置が必要となる。 逆浸透膜要素の洗浄の一般的な手順：1. ポンプを使って、クリーンで遊離塩素が含まれていない逆浸透処理済み水を洗浄タンク（または適切な水源）から圧力容器に送り込み、数分間滞留させる。 2. 清潔な製品用水を洗浄槽内で洗浄液に調合する。 3. 清掃液を圧力容器内で1時間、または事前に設定された時間だけ循環させる。8インチまたは8.5インチの圧力容器の場合、流量は35～40ガロン/分（133～151リットル/分）、6インチの圧力容器の場合は15～20ガロン/分（57～76リットル/分）、4インチの圧力容器の場合は9～10ガロン/分（34～38リットル/分）とする。4. 清掃が終了したら、清掃タンク内の液体をすべて排出して洗浄し、その後次の洗浄工程のために清潔な製品用水でタンクを満たす。 5. ポンプを使用して、クリーンで遊離塩素を含まない製品水を洗浄槽（または適切な水源）から圧力容器に送り込み、数分間滞留させる。 6. リンス式逆浸透システムを洗浄した後、製品水排出バルブを開いた状態で逆浸透システムを稼働させ、製品水が清潔で泡や洗剤がなくなるまで運転する（通常は15～30分かかる）。 表1.逆浸透膜の汚染特性とその対処法
汚染物質 一般的な特性 処理方法
カルシウム系沈着物（炭酸カルシウムやリン酸カルシウムなど。通常はシステムの第2段階で発生する） 脱塩率が著しく低下する。システムの圧力が上昇する。システムの生成水量がわずかに減少する。溶液1を使ってシステムを洗浄する。
酸化物（鉄、ニッケル、銅など） 脱塩率が著しく低下する。システムの圧力が大幅に上昇する。システムの生成水量が著しく減少する。溶液1を使ってシステムを洗浄する。
各種コロイド（鉄、有機物、シリカコロイドなど） 脱塩率がわずかに低下する。システムの圧力が徐々に上昇する。システムの生成水量が徐々に減少する。溶液2を使ってシステムを洗浄する。
硫酸カルシウム（通常はシステムの第2段階で発生する） 脱塩率が著しく低下する。システムの圧力がわずかに、または適度に上昇する。システムの生成水量がわずかに減少する。溶液2を使ってシステムを洗浄する。汚染が深刻な場合は溶液3を使って洗浄する。
有機物の沈着 脱塩率が低下する可能性がある。システムの圧力が徐々に上昇する。システムの生成水量が徐々に減少する。溶液2を使ってシステムを洗浄する。汚染が深刻な場合は溶液3を使って洗浄する。
細菌汚染 脱塩率が低下する可能性がある。システムの圧力が著しく上昇する。システムの生成水量が著しく減少する。汚染の種類に応じて、3種類の溶液のうち1つを選んでシステムを洗浄する。
注：汚染の原因を確認し、汚染源を除去する必要があります。ご不明な点があれば、ハイドロネック社にご連絡ください。
表2.推奨される一般的な洗浄液
洗浄液 成分 100ガロン（379リットル）の溶液を作る際の添加量 pH調整
1 クエン酸 逆浸透処理済み水（遊離塩素なし） 17.0ポンド（7.7kg） 100ガロン（379L） アンモニア水を使ってpHを3.0に調整する。
2 トリポリリン酸ナトリウム EDTA四ナトリウム塩 逆浸透処理済み水（遊離塩素なし） 17.0ポンド（7.7kg） 7ポンド（3.18kg） 100ガロン（379L） 硫酸を使ってpHを10.0に調整する。
3 トリポリリン酸ナトリウム ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム 逆浸透処理済み水（遊離塩素なし） 17.0ポンド（7.7kg） 2.13ポンド（0.97kg） 100ガロン（379L） 硫酸を使ってpHを10.0に調整する
逆浸透洗浄液とは具体的に何ですか？