ナノフィルトレーション（NF）水処理システムは、浄水の領域で重要な技術として浮上しています。ナノフィルトレーション水処理ソリューションの大手サプライヤーとして、私はこれらのシステムを非常に効率的で信頼性を高める技術仕様を掘り下げることに興奮しています。
1。膜特性
ナノフィルトレーション水処理システムの心臓は膜です。ナノフィルトレーション膜は、液体溶液中の異なる成分を分離するように設計された半透過性障壁です。それらは通常、1〜10ナノメートルの範囲の細孔サイズを持っています。このサイズの範囲により、カルシウム、マグネシウム、硫酸塩などのほとんどの多価イオンを拒否し、一方、ナトリウムや塩化ナトリウムなどの単独のイオンをある程度通過させることができます。
膜の材料も重要な役割を果たします。一般的な材料には、ポリアミド、ポリスルホン、およびポリエータースルホンが含まれます。ポリアミド膜は、高い拒絶率と化学的安定性で知られています。彼らは通常、2〜11の広範なpH値に耐えることができ、酸性の工業用廃水からアルカリの地下水まで、さまざまな種類の水源の治療に適しています。
膜の表面特性も同様に重要です。滑らかな表面は、粒子、コロイド、および有機物が膜表面に蓄積し、その性能を低下させるファウリングの傾向を減らします。いくつかの進行したナノフィルトレーション膜は、親水性表面で設計されています。これらの親水性表面は、水分子を引き付け、汚物に対する物理的障壁として機能する薄い水層を作成します。
2。動作圧力
動作圧力は、ナノフィルトレーション水処理システムの重要なパラメーターです。膜を通って水を駆動するのに必要な圧力は、膜の種類、飼料水組成、望ましいフラックス（単位時間あたり単位面積あたりの膜を通る水の量）など、いくつかの要因に依存します。
通常、ナノフィルトレーションシステムは、5〜20 bar（72.5〜290 psi）の範囲の圧力で動作します。低い圧力は、溶存固形物のレベルが低い比較的きれいな水源を処理するのに十分です。汚染物質の高濃度の水源の場合、望ましい分離効率を達成するためにより高い圧力が必要になる場合があります。
ただし、非常に高い圧力で動作すると、欠点があります。これにより、システムのエネルギー消費が増加し、その結果、運用コストが上昇します。さらに、過度の圧力は膜に物理的な損傷を引き起こし、その寿命を減らすことができます。したがって、飼料水の特定の特性とシステムの性能要件に基づいて、動作圧力を最適化することが不可欠です。
3。フラックスと回復率
フラックスは、ナノフィルトレーションシステムの生産性の尺度です。時速1平方メートルあたりリットル（L/m²・H）または1日あたり1平方フィートあたりガロン（GFD）で表されます。ナノフィルトレーション膜のフラックスは、動作圧力、温度、供給水の組成などの要因の影響を受けます。
より高い動作圧力は一般により高いフラックスをもたらしますが、前述のように、適用できる圧力には制限があります。温度はフラックスにも大きな影響を与えます。温度が上昇すると、水の粘度が低下し、膜を介した水分子の拡散速度が増加します。したがって、フラックスは通常、温度の上昇とともに増加します。
回収速度は、供給水量に対する透過容積（処理水）の量の比率です。通常、パーセンテージとして表現されます。ナノフィルトレーションシステムでは、回復率は70％から90％の範囲です。生成された廃棄物の量を減らすため、高い回復率が望ましいです。ただし、回収率を上げると、残りの塩水の汚染物質の濃度も増加し、膜のスケーリングとファウリングにつながる可能性があります。したがって、回収率を最大化することと、膜の長期パフォーマンスを維持することとの間で、バランスを打つ必要があります。
4。拒否率
拒絶率は、特定の汚染物質を保持する膜の能力の尺度です。膜によって保持される特定の溶質の割合として定義されます。ナノフィルトレーション膜は、多価イオンを拒否するのに非常に効果的です。たとえば、彼らは水の硬さの原因となるカルシウムおよびマグネシウムイオンの90％以上を拒否することができます。
単独のイオンの拒否率は一般に低くなります。ナトリウムおよび塩化物イオンは、膜の種類と動作条件に応じて、20％から80％の範囲の拒絶速度を持っている可能性があります。 200〜300のダルトンを超える分子量を持つ有機化合物も、ナノフィルトレーション膜によって効果的に拒否されます。これにより、ナノフィルトレーションは、農薬、医薬品、およびその他の微量有機汚染物質を水から除去するのに適しています。
5。システム構成
ナノフィルトレーション水処理システムは、特定のアプリケーション要件を満たすためにさまざまな方法で構成できます。最も一般的な構成は、マルチステージシステムです。マルチステージシステムでは、飼料水は一連の膜モジュールを通過します。これにより、全体的な回復率が高くなり、分離プロセスのより良い制御が可能になります。
膜モジュールは、並列または直列に配置できます。平行配置では、飼料水は複数の膜モジュールに分割され、各モジュールからの透過が一緒に収集されます。この構成により、システムの総束が増加します。シリーズの配置では、1つのモジュールからの透過は、次のモジュールの供給水になります。これにより、汚染物質の拒絶率が向上します。
治療前は、システム構成の重要な部分です。ナノフィルトレーション膜に入る前に、飼料水から大きな粒子、コロイド、および有機物を除去することが含まれます。一般的な治療法には、堆積、ろ過、活性炭の吸着が含まれます。一部のシステムも使用していますUF膜8インチ懸濁した固体と高分子を除去するための治療前のステップとして。
6。ポスト - 治療
ポスト - 処理された水の最終使用に応じて、治療が必要になる場合があります。飲料水の用途の場合、残りの微生物を殺すために消毒が必要です。塩素化、オゾン化、または紫外線（UV）照射は一般的な消毒方法です。
場合によっては、処理された水をそのpHとミネラルの含有量の観点から調整する必要がある場合があります。たとえば、ナノフィルトレーションプロセスがミネラルが多すぎた場合、軟水剤システムまたは、ミネラル添加システムを使用して、カルシウムやマグネシウムなどの必須ミネラルを追加することができます。
7。他の水処理技術との互換性
ナノフィルトレーション水処理システムは、他の水処理技術と統合して、より包括的な浄水を実現できます。たとえば、それらを組み合わせることができます逆浸透水フィルターシステム溶解した固体のレベルが非常に高い水源を処理するため。ナノフィルトレーションシステムは、多価イオンと有機物のほとんどを除去するための前処理ステップとして使用して、逆浸透システムの負荷を減らし、その寿命を増加させることができます。
また、イオン交換樹脂と組み合わせて使用することもできます。イオン交換を使用して、特に残留モノベントイオンを除去するために、処理された水のイオン組成をさらに調整できます。
結論
ナノフィルトレーション水処理システムは、浄水のための強力で汎用性の高いソリューションを提供します。膜特性、動作圧力、フラックス、回復率、拒否率、システム構成、他の技術との互換性を含むその技術仕様により、飲料水処理から産業廃水の再利用まで、幅広い用途に適しています。
ナノフィルトレーション水処理システムについて詳しく知りたい場合、または特定の水処理プロジェクトについて話し合いたい場合は、詳細な相談についてお問い合わせください。当社の専門家チームは、お客様の独自の要件に基づいてカスタマイズされたソリューションを提供する準備ができています。
参照
- シェリャン、M。（1998）。超促進およびマイクロフィルトレーションハンドブック。 Technomic Publishing。
- ベイカー、RW（2004）。膜技術とアプリケーション。ジョン・ワイリー＆サンズ。
- Fane、Ag、＆Fell、CJD（1987）。膜分離プロセス。エルゼビア。