RO膜プロセスの流入品質および前処理

RO膜ファウリングとは、材料中の粒子、コロイド状物質、または高分子が膜と物理的、化学的、または機械的に相互作用するときに発生する不可逆的な変化を指します。この相互作用により、メンブレン表面やその細孔内に吸着や沈着が起こり、細孔の狭窄や閉塞を引き起こし、その結果、透過フラックスが減少し、分離特性が損なわれます。

ファウラントの種類に基づいて、メンブレンファウリングは4つのタイプに分類できます。

1. 無機ファウリング:炭酸塩や硫酸塩など、スケールを形成しやすい難溶性の無機塩によって引き起こされます。

2. 有機ファウリング:主に、給水中に存在する腐植物質、多糖類、タンパク質などの溶存有機物質によるものです。

3. コロイド状ファウリング:膜表面にコロイド粒子が蓄積します。

4. 生物学的ファウリング:微生物の増殖と代謝活動の結果、膜上にバイオフィルムが形成されます。

最近の研究では、膜表面の特性が次の側面で汚れの程度に直接影響することが示されています。

1. 膜表面の親水性:ほとんどのファウラントは疎水性です。親水性の膜表面は水分子と結合し、膜表面上の汚れ物の直接接触と吸着を阻害する「自由水」水和層を形成することができます。

2. メンブレンの表面粗さ:ファウルラントのサイズが膜表面の粗さに近いほど、膜表面に吸着および堆積する可能性が高くなります。

3. 膜表面の電荷:帯電したファウラントは、膜表面で静電引力または反発を受ける可能性があります。ファウラントと膜表面の電荷が対向すると、静電引力によりファウラントの吸着が促進されます。

4. メンブレンの細孔サイズ:膜の細孔サイズがファウラントの粒子サイズよりも大きい場合、ファウラントは直接膜の細孔に入り込み、細孔の閉塞につながる可能性があります。

これらの要因を理解することは、さまざまな用途で膜の汚れを軽減し、膜の性能を向上させる戦略を開発するために重要です。