現代の水処理技術では、逆浸透圧 (RO) 膜エレメント透過液担体 重要な役割を果たします。 RO膜技術は、海水淡水化、かん水処理、純水調製の分野で広く活用されているだけでなく、医療、電子、化学工業、食品加工など多くの産業においてかけがえのない役割を果たしています。
逆浸透は、自然界における水の自然な浸透プロセスの逆のプロセスです。このプロセスは、半透膜の選択的遮断に基づいています。つまり、溶液中の溶質と溶媒は圧力下で分離されます。容器の両側に同量の希釈液と濃縮液を置き、真ん中の半透膜で遮断すると、希釈液中の溶媒は自然に半透膜を通過して濃縮液側に流れ、最後まで濃縮されます。浸透圧平衡状態に達します。このとき、濃縮液側に浸透圧以上の圧力がかかると、溶媒の流れ方向が逆になり、この過程が逆浸透です。
RO 膜エレメントは逆浸透システムの中核コンポーネントであり、通常は異なる材料と構造の複数層の薄膜で構成されています。これらの膜の中で最も重要なのは極薄の脱塩層であり、その密度が膜の脱塩速度を直接決定します。一般的な RO 膜材料には、酢酸セルロース膜や複合膜などがあります。酢酸セルロース膜は初期には広く使用されていましたが、加水分解と pH 範囲が限られていたため、徐々により優れた性能を備えた複合膜に置き換えられました。
複合膜の主な支持構造はポリエステル不織布で、表面に微多孔性エンジニアリングプラスチックポリスルホンの層があり、バリア層は高度に架橋した芳香族ポリアミドでできています。この構造により、膜の化学的および生物学的安定性が向上するだけでなく、透過性能も大幅に向上します。複合膜は運転中に圧縮されないため、水の生成と脱塩速度が比較的安定し、耐用年数が長くなります。
RO膜エレメントの透過性担体は、原水と生成水をつなぐ架け橋となります。膜濾過後の精製水を膜の一方の側からもう一方の側に輸送する役割を果たします。透過性担体の性能は、RO システムの全体的な効率に直接影響します。高品質の浸透性キャリアは、高浸透性、低抵抗、耐食性、長寿命などの特性を備えている必要があります。
実際の用途では、透過性担体は高温、高圧、複雑な水質などの課題に直面することがよくあります。研究によると、高温高圧環境に長期間さらされると、膜の圧縮や透過担体の浸透などの RO 膜の物理的変形が発生し、膜の透過性や脱塩速度に影響を与える可能性があります。したがって、透過水担体を設計および選択する際には、長期安定運転を確保するために、その材質、構造、作業環境を十分に考慮する必要があります。
科学技術の進歩に伴い、RO膜技術も常に革新・発展を続けています。膜の材料と製造プロセスを改善することにより、膜の脱塩速度と水の生成をさらに改善できます。膜コンポーネントの構造設計を最適化することで、システムのエネルギー消費と運用コストを削減できます。新しい前処理および後処理技術を開発することで、膜の耐用年数を延長し、膜汚染を減らすことができます。
