産業用純水システムにおける低淡水化率の解決方法 – トラブルシューティング&最適化ガイド

工業用水の浄化の分野では、逆浸透(RO)システムの性能には、一貫して高い淡水化率が不可欠です。しかし、実際のアプリケーションでは、予期しない問題が発生することがよくあります。この記事では、火力発電所での200m³/hのROプロジェクトで、すべての設計パラメータが正常に見えるにもかかわらず、システムが90%以下に低下するという大幅に低い海水淡水化率を示した実際の事例を探ります。

この事故を調査することで、大規模な純水システムで同様の問題に直面しているエンジニアやプラントオペレーターに貴重な洞察を提供できることを願っています。

RO設計パラメータと実際の性能のレビュー

ROシステムの元の設計は、石灰軟水の処理に基づいており、主要な給水パラメータは次のように設定されていました:pH 7.0〜8.0、硬度 <0.1 mmol/L, and conductivity <500 μS/cm. The expected desalination rate was over 98%.

ただし、定期検査では、いくつかの不一致が指摘されました。

• 実際のpH値:9.2まで到達
• 伝導性：しばしば900μS/cmを超えました
• 硬度：残留硬度は約0.4〜0.6mmol / Lです

これらの偏差は、メンブレンの性能に大きく影響しました。特に、pH と硬度が上昇するとスケーリングが促進され、イオン除去効率が低下したため、海水淡水化率は 86% まで低下しました。

同様の問題に直面している場合は、まずリアルタイムの水質をシステムの設計仕様と比較して、パフォーマンス低下の早期警告サインを特定することが重要です。

ROシステムのトラブルシューティング:海水淡水化率が低い根本原因の診断

実際の給水パラメータとROシステムの設計仕様との不一致を特定した上で、海水淡水化率の低下の背後にある根本原因を明らかにするための包括的な診断が開始されました。

主な診断アクションは次のとおりです。

• メンブレン完全性チェック:圧力容器検査、塩分除去試験を実施し、膜に機械的な損傷がないことを確認しました。
• 水質分析:硬度、アルカリ度、シリカのレベルをテストして、スケーリングと汚れのリスクを評価しました。
• クリーニングレコードレビュー:化学洗浄手順の有効性と頻度を評価し、不適切なスケール除去の兆候に注目しました。
• 履歴データの比較:過去 6 か月間の運用ログをレビューして、パフォーマンスの低下がいつ始まったかを特定しました。

この知見は、中核的な問題が、不十分な前処理と給水中の硬度の上昇による化学的スケーリングであることが示唆された。膜の剖検結果(利用可能な場合)では、炭酸カルシウムと水酸化マグネシウムの汚れがさらに確認されました。

この診断は、リアルタイムの水質モニタリングと、長期的な膜劣化を回避するための前処理戦略の適応の重要性を強調しました。

海水淡水化率を改善する方法:実用的な最適化対策

徹底的な分析の後、ROシステムの海水淡水化性能を回復および強化するために、いくつかの是正措置が推奨されました。

• 前処理の強化:軟化プロセスを統合して給水の硬度を下げ、カルシウムとマグネシウムのスケーリングを防ぎます。追加のアンチスケーラント投与は、LSIおよびS&DSIの値に基づいて最適化されました。
• クリーニングプロトコルのアップグレード:同定されたスケーリング化合物に適した酸性およびアルカリ性洗浄剤を使用して、より頻繁で的を絞ったCIP(Clean-In-Place)スケジュールを実施しました。
• メンブレンの交換:不可逆的に汚れたメンブレンを交換し、長期的な比較のために性能ベンチマークを文書化しました。
• モニタリングシステムの改善:導電率、pH、差圧のリアルタイムセンサーを導入し、ファウリングの傾向を早期に検出できるようにしました。
• 運用トレーニング:技術者が給水条件の変化に正しく対応し、最適なシステム回復率を維持するための実践的なトレーニングを提供しました。

これらの措置により、海水淡水化率が向上しただけでなく、メンブレンの耐用年数が延び、ダウンタイムが短縮され、システムの安定性が向上しました。同様の問題に直面しているプラントでは、これらの戦略を採用することで、測定可能なメリットが得られ、パフォーマンスの低下を防ぐことができます。

結論:低淡水化率診断から学んだ教訓

このケーススタディでは、適切に設計された純水システムであっても、前処理の見落とされがちな非効率性、不適切なモニタリング、不適切なメンテナンスにより、性能が低下しやすいことが示されました。体系的な診断とカスタマイズされた是正措置により、海水淡水化率の低さの背後にある根本原因が特定され、解決されました。

産業事業者にとって重要なポイントは次のとおりです。

1. 定期的な監視は重要です。導電率、差圧、スケーリング指数などの主要なパラメータを定期的に追跡することで、重大な故障を未然に防ぐことができます。
2. カスタマイズされた前処理:給水の特性は前処理設計の指針となりますが、一般的な溶液は不可逆的な膜損傷につながる可能性があります。
3. プロアクティブなメンテナンス:定期的なCIPとタイムリーなメンブレン交換により、運用の信頼性と効率が大幅に向上します。
4. トレーニングは以下を返します。スタッフに技術的な理解を与えることで、人為的ミスを減らし、迅速なトラブルシューティングを実現します。

この運用上の洞察を共有することで、他の工業用水処理専門家が逆浸透システムを最適化するのを支援することを目指しています。その他のサポートやカスタマイズされた技術相談については、お気軽にお問い合わせくださいSTARK Waterのチームにお問い合わせください.