水処理ろ過アプリケーションガイド
海水淡水化・工業用水の工程条件と対策
海水取水前処理 · 冷却水 · ボイラー水 · 再利用水 · 超純水
開放海域取水、荒天時の高濁度、海岸井戸、SWRO保安ろ過、冷却塔サイドストリーム、ボイラー復水、再利用水、超純水について、段階ろ過、材質選定、トラブル対策を解説します。
01 — 06
典型的な脱塩および工業用水の前処理プロセスフロー
01原水取水・粗スクリーン→
02凝集・DAFまたは多層ろ過→
03UFまたは段階粗ろ過→
0410~20 µm保護ろ過→
055 µm RO保安カートリッジ→
06RO/NF/EDI・仕上げ処理
精密度の段階
| レベル | 推奨範囲 | 典型的な位置 | 構造 |
|---|---|---|---|
| 原水粗濾網 | 0.1–10 mm | 殻, プラスチック, 海草 | 格子/自動濾網 |
| 粗濾 | 50–300 µm | 砂, 絡れ, 沉淀 | 網/フィルターバッグ |
| 保護 | 10–50 µm | マルチメディア/UF/ポンプの前 | デプス/プリーツ |
| RO保安ろ過 | 5 µm絶対評価 | 高圧ポンプとROの前 | PP/ナイロンプリーツ |
| 膠質のリスク | 1–3 µm絶対 | 特定のRO給水 | 広い面積プリーツ |
| 用途点终端 | 0.2–0.45 µm | 高純度水低流量 | PESカプセルフィルター |
材料と構造の前段階スクリーニング
| 中/運転条件 | 一次前段選別 | 条件付き使用 | 一般的な故障 |
|---|---|---|---|
| 海水/高塩素 | PP, PVDF, FRP | Nylon, 316L | 腐食、塩素化、密封老化 |
| 塩素化水 | PP, 特殊PVDF/PSU | PES/ポリアミド | 累積塩素量の損傷 |
| 高温凝结水 | 高純度PP、耐温構造 | PES/Nylon | 熱収縮、逆圧差 |
| 油性水 | 陶器、油耐性PTFE | PP | 湿潤、不可逆性着染 |
| 高純度水 | PES/PSU、PP | PVDF/PTFE | TOC,金属,初期粒子 |
| 強酸と強鹹の清浄 | PTFE/PVDF/PP 液体種類に基づく | PES/nylon | 膜とOリングに損傷を引き起こす清浄液 |
海水淡化条件
海水の通常シーズンの開放 intake:
- 条件: 海水には砂、貝の破片、藻類、有機物が含まれる; 荷重は潮によって変化する。
- 問題: 細かいフィルターカートリッジが主な固体除去を担当し、数時間で詰まり; 海洋生物が後続の設備に侵入する。
- 確認:濁度、クロロフィル、TSS、粒径、SDIの時系列変動と潮汐パターンの関係を評価します。
- 対策: 入口網 → 凝集/DAFまたは多重フィルター → 10–20 µm保護 → 5 µm絶対精度RO保安カートリッジろ過。
- 精度/構造: 网 1–10 mm; 粗濾 50–200 µm; 保安10 → 5 µm。
- 材質: 海水側 PP/PVDF/FRPまたは海水耐性金属; フィルター cartridge PP/Nylon。
- 受入基準:SDI、濁度、フィルター差圧、RO膜の交換周期。
- 境界: 5 µmフィルター cartridgeは安全バリアとして機能し、原水からの高固体量を受けることはありません。
荒天・洪水時の高濁度海水
- 状態: 砂、粘土、凝集体の急激な増加。
- 問題: マルチメディアのブレークスルー、カートリッジ保安フィルターでの圧力の急激な上昇;粒子状物質による高圧ポンプへのリスク。
- 確認:原水・ろ液の濁度、SDI、粒径分布、アルミニウム・鉄濃度、凝集剤添加量。
- 対策: 流量を減少 → 凝集体形成/沈殿/加圧浮上 → マルチメディアまたは超精密ろ過 → 20/10 µm保護 → 5 µm絶対孔径フィルター。
- 精度/構造: 20→10→5 µm段階区分;最終段階5 µm絶対孔径。
- 材質: 高容量PPデプス+プリーツPP;ハウジングは海水中での耐久性が必要。
- 認定: フィルターが計画されたサイクルを維持;RO前の濁度/SDIが復元される。
- 境界: 1~3ヶ月以内にカートリッジの変更が頻繁であれば、前処理を最初に確認し、フィルターを追加しないこと。
海岸井戸/地下水源抽出
- 運転条件:濁度は低く、しかし鉄、マンガン、硫化物、そして細砂を含む可能性があります。
- 問題:酸素曝気後、鉄とマンガンが酸化し、沈殿してカートリッジ保安フィルターとRO直前に沈殿物を形成します。
- 特定:溶解鉄と総鉄、ORP、酸素、粒子サイズ、SDI、そして井戸ポンプの起動と停止。
- 対策:水質に基づくガス除去/酸化沈殿 → 10 µm → 5 µm絶対グレード;低凝集体は大規模な前処理を簡素化することができます。
- 正確性/構造:10 µm保護
- 材質:PPフィルター;湿式部品は塩化イオンと腐食に対する化学適合性を設計しています。
- 受入基準:フィルターの色、鉄とマンガン、RO給水のΔP、RO給水のSDI。
- 境界:低濁度はスケール形成や鉄の汚染がないことを意味するわけではありません。
最終保安カートリッジろ過 SWRO 之前
- 運転条件: 常規ろ過または膜ろ過の前処理が完了し、高圧ポンプに進入しています。
- 問題: 前処理から破片、配管からの腐食物質、または樹脂粒子がROに進入します。
- 識別: RO 之前測定濁度、SDI、粒子数、および保安カートリッジのΔPを測定します;分解時にフィルターカートリッジの汚染物質を検査します。
- 対策: 10 µm は上流保護として使用できます;最終5 µmは絶対精度で、圧力計/差圧送信機が連動します。
- 精度/構造: <10 µmは最低限;5 µm絶対精度を推奨します。
- 材質: 合成非分解性PP/ナイロン;繊維の剥落はありません。
- 受け入れ: 清澄ΔP、最終ΔP、単一カートリッジ流量、および交換サイクル。
- 制限事項:バックウォッシングは可能ですが、単独の最終安全フィルターとしては適していません。
工業用水、ボイラー、再利用水
サイドストリームろ過による冷却塔用循環水の清澄化
- 状況:循環水には1–50 µmの腐食物質、埃、生物的片屑が含まれています。
- 問題:熱交換器の fouling;全流量微細ろ過時の高い圧差とエネルギー消費。
- 特定:TSS、濁度、粒子サイズ、鉄分、バイパス比、およびドロップダウン量。
- 対策:3–10%バイパスから循環流を取り出し → 50–100 µmバックウォッシング粗ろ過 → 10–25 µm精製;低固体含量の場合、プリーツフィルタを使用します。
- 正確性/構造:50–100 µm粗ろ過;10–25 µm微細ろ過。
- 材質: Backwashing砂糖フィルター/ディスクタイプ/金属メッシュ; 小規模システムではPPを使用します。
- 受け入れ: 混濁度、熱交換器の圧差、排泄水と補給水の量。
- 制限: プリーツフィルタは微生物制御と水化学管理を置き換えることはできません。
発電所凝縮水の腐食物質
- 条件: 高流量の熱凝縮水、赤鉄素と銅粒子が含まれています。
- 問題: 部分がボイラー/リジンベッドに進入し、一回性の精密ろ過のコストが高い。
- 特定: 鉄、銅、粒子、温度、起動/安定状態の負荷、バックウォッシュ性能。
- 対策: 起動フェーズ10 µm → 安定状態フェーズ1–5 µmによるプリーツフィルタカートリッジのバックウォッシュ大面積処理; リジンの前処理コーティングが必要な場合があります。
- 正確性/構造: スタートアップフェーズ10 µm; 操作フェーズ1–5 µm。
- 材質: 高純度PPまたは温度耐性構造; 高流量時の70。
- 受入れ: 鉄と銅の除去、バックウォッシュ回復率、ΔP、および洗浄電導率。
- 制限: 材料の最大温度と逆ΔPは実際の構造に対して確認する必要があります。
廃水、高純度水、小型システム
高純度水使用ポイント
- 条件: RO/EDI透過液が分岐、貯槽、または終点水取り出しポイントで使用されます。
- 問題: 管路の生物膜と粒子がポイントの超えを引き起こす; 流量が低いため一時的な部品が適しています。
- 粒子、菌落、TOC、電阻率、温度、停滞時間を特定する。
- 対策:循環システムの衛生管理 → 0.45 µm前処理 → 0.2 µm PESカプセル終点。
- 精度/構造:0.45/0.2 µm二層または0.2 µm終点。
- 素材:疎水性PES/PSU、PP殻;低抽出物、完全性試験に適している。
- 受入基準:完全性試験、菌数、粒子数、TOC、交換周期。
- 制限:カプセルは単一ポイントのみを保護し、全体のループバイオフィルムを保護することはできません。
小型/緊急海水淡化システム
- 運転条件:車載、船載、または島ベースの設備;水の取り込みは制限されたメンテナンスアクセスと共にある大幅な変動がある。
- 問題:前処理能力が不足;フィルターカートリッジの在庫とインターフェースが標準化されていません。
- 特定:最悪の濁度、流量、ポンプの吸入、塩分濃度、スペアパーツ、および停止時の洗浄。
- 対策:100–300 µm 清潔可能な画面 → 20/10 µm デプスろ過 → 5 µm プリーツフィルターカートリッジ → SWRO;バックアップ洗浄設計を提供。
- 精度/構造:100–300→20→10→5 µm。
- 材質:海水中にも耐えることができる標準化されたPPフィルターカートリッジ;統一された端部キャップ。
- 受け入れ:流量、電流率、フィルターのΔP、エネルギー消費量、およびスペアパーツの消費量。
- 境界:緊急用設備も、生産水の消毒と微生物管理が必要です。
故障診断
| 症状 | トラブルシューティングの優先順位を設定 | 対応 |
|---|---|---|
| 5 µmカートリッジの詰まりが数日間 | 前処理のブレークスルー、藻類の増殖、凝集体、鉄の放出 | 主要な処理を復元;10–20 µm保護を追加 |
| 後ろろ過粒子の増加 | バイパス、コアの故障、外殻の腐食、初期の剥離 | 完全性試験、密封と前洗浄 |
| 0.2 µmろ過後も微生物限度を超過 | 逆汚染、滞留、バイオフィルム形成 | サニタイズを強化し、交換・消毒間隔を短縮する |
