逆浸透（RO）水処理システムでは、長期的な膜性能を確保するために安定した供給水の品質を維持することが不可欠です。{0}}供給水の状態を評価するために、濁度とシルト密度指数 (SDI) の 2 つのパラメータがよく使用されます。
どちらの指標も水中の浮遊粒子の存在に関連しており、膜システム設計マニュアルで一緒に言及されることがよくあります。ただし、これらは水質のさまざまな特性を測定し、潜在的な膜汚れについてさまざまな洞察を提供します。
濁度とSDIの違い、それらの関係、RO膜を保護するためにどのパラメータがより重要であるかについて説明します。
濁度とは何ですか?
濁度は、水中の浮遊粒子が光を散乱または吸収し、水の透明度を低下させる程度を指します。これは、飲料水処理や環境モニタリングにおける水質の基本的な指標として一般的に使用されます。
濁度の測定に使用される単位は NTU (Nephelometric Turbidity Unit) です。
濁度は主に次の影響を受けます。
- シルトや粘土などの浮遊固体
- 有機粒子
- 微生物
- 細かい破片や沈殿物
これらの粒子の濃度が高いほど、濁度の値は高くなります。
RO システムでは、浮遊粒子が膜表面に蓄積して汚れ層を形成する可能性があるため、濁度が重要です。この汚れ層により、水流束が減少し、動作圧力が上昇する可能性があります。
このため、ほとんどの RO システムでは比較的低い濁度レベルが必要です。
一般的な設計要件には次のものがあります。
- 一般的な RO 給水: 濁度 < 1 NTU
- 高性能膜システム: 濁度 < 0.2 NTU
そのため、濁度を低く維持すると、粒子汚れが減少し、RO システムの安定性が向上します。
SDIとは何ですか?
シルト密度指数 (SDI) は、膜濾過システムにおける供給水の汚れの可能性を評価するために特に使用されるパラメーターです。
濁度とは異なり、SDI は粒子やコロイドがフィルター表面をブロックする傾向を直接測定します。
この試験は、水を一定圧力下で 0.45 μm の微多孔膜を通して濾過し、濾過速度が時間の経過とともにどのように変化するかを測定することによって実行されます。
式は次のとおりです。
SDI=(1 − t₀ / t₁₅) × 100 / 15
どこ：
- 最初に 500 mL の水をろ過するのに必要な t₀=時間
- t₁₅=15 分間の濾過後に 500 mL を濾過するのに必要な時間
粒子が膜表面に蓄積すると、濾過が遅くなります。濾過速度の低下が大きいほど、SDI 値は高くなります。
ほとんどの膜メーカーは次のことを推奨しています。
RO 給水の SDI < 5
最新のシステムの多くは、次のようなさらに厳しい条件を必要とします。
SDI < 3
このため、SDI は膜システム設計において最も重要な操作パラメータの 1 つになります。
SDIと濁度はどのように関係していますか?
どちらのパラメータも水中の浮遊粒子に関連していますが、一般にそれらの間の関係は弱いです。
多くの場合、濁度が高いほど、SDI 値も高くなります。ただし、その逆が常に成り立つわけではありません。
濁度が低い水でも SDI が高い場合があります。たとえば、濁度が 1 NTU 未満の水でも SDI 値が 5 を超える場合があります。この状況は地表水源でよく発生します。これは、濁度は主に目に見える浮遊物質を反映する一方、SDI は濁度測定に大きな影響を及ぼさない可能性がある微細なコロイドや有機物に非常に敏感であるためです。
したがって、濁度だけでは供給水の汚れの可能性を完全に表すことはできません。
RO 膜にとってどのパラメータがより重要ですか?
濁度と SDI は両方とも重要ですが、一般に膜保護にとって SDI の方がより重要なパラメーターであると考えられています。
その主な理由は、SDI が膜表面の粒子やコロイドの汚れ傾向を直接反映しているためです。
一方、濁度は主に水がどの程度濁っているかを示します。
エンジニアリングの観点から:
- 濁度は水の透明度を評価します
- SDI は膜ファウリングのリスクを評価します
RO 膜は微細コロイドに対して特に敏感であるため、SDI は潜在的な汚れの問題をより正確に予測します。
その結果、膜メーカーとシステム設計者は通常、前処理のパフォーマンスを評価する際に SDI に大きく依存します。
RO システムが SDI と濁度の両方を監視するのはなぜですか?
SDI は膜汚れの可能性をより直接的に示す指標ですが、濁度は依然として水質モニタリングにおいて重要な役割を果たしています。
両方のパラメータを一緒に使用すると、供給水の状態をより包括的に理解できます。濁度は大きな浮遊粒子や突然の水質変化を検出するのに役立ち、SDI は微粒子やコロイドによって引き起こされる長期的な汚れの可能性を評価するのに役立ちます。-
実際には、RO 前処理システムは両方のパラメータを同時に制御することを目的とすることがよくあります。
マルチメディアろ過、限外ろ過 (UF) システム、カートリッジろ過、凝集および凝集などのプロセスは、浮遊固体やコロイドの除去に役立ち、水が RO 膜に入る前に濁度と SDI レベルの両方を低減します。
濁度と SDI はどちらも水中の微粒子汚染を表しますが、RO システムの設計と運用においては異なる目的を果たします。
濁度は水の透明度を示しますが、SDI は粒子とコロイドの汚れの可能性を測定します。
RO 膜を保護する場合、一般に SDI の方が重要なパラメータですが、両方の指標を一緒に監視することで給水品質の最も信頼性の高い評価が得られます。
安定した RO 性能を維持し、膜の汚れを減らし、膜の耐用年数を延ばすには、適切な前処理と濁度および SDI の定期的なモニタリングが不可欠です。
