膜濾過システムは、多くの業界や業種にわたるさまざまな用途に使用されています。 メンブレン技術は、品質の向上と製造コストの削減に役立ちます。 メンテナンスはほとんど必要ありませんが、膜の汚れが頻繁に発生します。
膜ファウリングは、水中の浮遊物質、有機物、微生物の存在など、さまざまな要因によって引き起こされる可能性があります。 さらに、水の温度と pH もスケールの形成に影響します。
膜の汚れの問題を解決するには、その原因と影響を理解することが重要です。 膜の汚れを防ぎ、濾過システムの効率的な動作を維持する方法はたくさんあります。 これらについて詳しくは、この記事をご覧ください。
精密濾過 (MF)、限外濾過 (UF)、逆浸透 (RO)、ナノ濾過 (NF) などの膜濾過システムはすべて、半透膜を使用して液体から粒子を捕捉します。 膜濾過システムは、供給流から汚染固体を除去し、処理済み流 (濾液) と廃棄流 (残留物) を生成します。 膜ファウリングは、汚染物質が膜表面または膜供給ガスケット内に堆積し、膜を通過する液体の流れを制限するときに発生します。
膜の汚れは、膜が適切に機能する能力を低下させます。 膜ファウリングは、水処理、食品および飲料の加工、医薬品製造などの多くの業界で大きな問題となる可能性があります。
膜ファウリングは通常、ファウリングの種類またはファウリングの場所に応じて汚染されます。ファウリングには主に、粒子状、有機、無機および生物学的微生物ファウリングの 4 つのカテゴリが含まれます。
汚れの箇所に。 汚れは膜の内部または表面で発生する可能性があります。 UF や MF などの低圧膜に基づくほとんどの分離プロセスでは、吸着や細孔の詰まりによる内部汚れが発生します。 一方、NFやROなどの比較的高密度でコンパクトな半透膜は、表面の汚れに悩まされています。
粒子汚れは通常、最初に洗浄された表面にコロイド粒子が継続的に堆積することで発生し、このプロセスにより流体断面が完全に閉塞されることさえあります。これは給水中の浮遊物質や非生物学的粒子によって引き起こされることがよくあります。
有機汚れは、フィルター膜上の炭素ベースの物質の集合として定義されます。 天然有機物は、植物や動物の物質が分解されて土壌、地下水、地表水に一般的に見られる炭素ベースの化合物で構成されています。
無機プリューションは、膜の表面または膜の細孔内に無機化合物が堆積することによって形成されます。 堆積物は、水への溶解度が低い無機化合物、または水中に大量に存在する溶質である可能性があります。
生物付着とは、バイオフィルムの形成を伴う、sldホスト材料への微生物の付着および蓄積を指します。 細菌が膜に付着すると、細菌は増殖を開始し、細胞外高分子物質 (EPS) を生成して、粘稠でぬるぬるした水和ゲルを形成します。
膜の汚れは多くの産業、特に水の濾過に依存する産業において大きな問題となっています。 膜が汚れると、収量の減少、コストの増加、およびより頻繁な洗浄とメンテナンスの必要性が生じる可能性があります。
膜の汚れには多くの原因がありますが、最も一般的なものには次のようなものがあります。
これは、特に水ろ過システムにおける汚れの最も一般的な原因の 1 つです。 スケールとは、膜の表面に蓄積されたミネラルのことです。 これは、水に高レベルの無機塩が含まれている場合に発生する可能性があり、それが膜の表面に沈着する可能性があります。
ファウリングのもう 1 つの一般的な原因は、藻類や細菌などの生物学的増殖です。 これは、水が濾過システムに入る前に適切に消毒されていない場合に発生する可能性があります。
有機化合物および無機化合物は膜と反応し、膜を物理的に汚す可能性があります。
粒子、タンパク質、その他の生体物質が膜上に蓄積し、孔を塞ぐ可能性があります。
微生物は膜上で増殖し、膜を汚すことがあります。
膜ファウリングの問題は、徐々にまたは突然発生する場合があります。 初期の段階で、フェイリテイス・トピアリルはエネルギーコストの上昇や膜流束の低下などの症状を経験します。
水の味が変だったり、異臭がしたり、水膜が目に見える場合は、水膜が汚れている兆候である可能性があります。 ファウリングとは、膜上に粒子が蓄積することであり、最終的には水質の悪化につながる可能性があります。 または、以下のような現象が現れた場合は、膜が汚染されていることを意味します。
水質の低下は膜の汚れの兆候であることがよくあります。膜ベースの水処理システムで低品質の透過水が生成され始めた場合は、汚れの組成を確認してください。これにより、問題の原因についての詳細が得られる可能性があります。 汚染物質がクロイアールの場合は、前処理を確認するか、新しい前処理システムを設置します。 膜の脱塩性が低く、膜間圧力が高い場合は、膜が汚れている可能性があります。
不思議なとき。 強い臭いが発せられる場合は、膜上での生物学的増殖の兆候である可能性があります。 この場合、フィルターの表面にヌメリが溜まっていたり、端にカビが生えている可能性があります。 これは通常、温度を調整し、場合によっては殺菌剤を追加することで対処できます。
差圧とは、半透膜の供給液と濃縮液との間の圧力降下を指します。 膜が汚れると、膜全体の圧力差が増加します。 汚れが膜に付着している場合、目標量の透過水を生成するにはより高い圧力が必要になります。 差圧が増加すると、システムに膜の汚れが発生する可能性があるため、膜を除去する必要があります。
膜ファウリングは時々可逆的ですが、常に可逆的であるわけではありません。 このため、まず膜の汚れを回避または軽減するための予防措置を講じるのが最善です。 システムの洗浄プロトコルは、膜上に汚れが蓄積するのを防ぎます。 最大限の効果を得るには、洗浄サイクルを毎月または定期的にスケジュールする必要があります。
機械的洗浄では、物理的な力を使用して汚染物質を膜から剥離し、システムから洗い流します。 一般的な方法には、洗浄中の水の振動や、ブライン側での後方または前方へのフラッシングが含まれます。この場合、水または洗浄液が通常のサービスサイクルよりも速い速度または高圧でデバイスを通過し、乱流を引き起こして膜上の汚れを除去します。
化学洗浄では、カスタム配合の洗浄剤、苛性剤、酸、スケール防止剤、または分散剤を使用して、膜表面に付着したスケールや粒子状の堆積物を除去します。 殺生物剤は、機器を汚染する可能性のある微生物を除去するためにも使用され、洗浄用化学薬品は汚染物質の種類に基づいて選択する必要があります。
独自の逆浸透プロセスに適合するプログラムを提供する必要があります。
膜のファウリングは、透過流束を減少させ、定期的な洗浄を必要とし、ファウリングがさまざまなプロセスでの幅広い用途の妨げとなるため、さらなる膜の開発を制限する重要な問題です。 したがって、私たちはこの問題に注意を払い、その発生を最小限に抑える必要があります。
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