膜の配置方法は、以下のように分類できます。
ステージ:原水がRO膜エレメントを透過する回数を指します。シングルステージ逆浸透では98～99%の脱塩率を達成できますが、マルチステージ逆浸透では99.5%以上の脱塩率を達成できます。
セクション:濃縮水が異なる圧力容器を通過する回数を指します。
要件に応じて、複数の膜モジュールを1ステージ、2ステージ、またはマルチステージ構成に配置できます。各ステージ内では、膜モジュールを1セクション、2セクション、またはマルチセクション構成に配置できます。シングルステージとは、原水が加圧逆浸透分離を1回行うことを指し、2ステージとは、加圧逆浸透分離を2回行うことを指し、以下同様です。同じステージ内では、同一の膜モジュールのグループを1つのセクションと見なします。
逆浸透膜の基本的な配置と組み合わせは、次の6つの主要なタイプに分類できます:
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シングルステージシングルセクション連続型
水は膜を通過し、透過水と濃縮水の両方がシステムから連続的に排出されます。この構成は、比較的低い水回収率です。 -
シングルステージシングルセクション循環型
濃縮水の一部を原水タンクに戻し、原水と混合してRO膜を再度通過させます。透過水の品質は、連続型と比較してわずかに低下します。 -
シングルステージマルチセクション連続型
前のセクションからの濃縮水が次のセクションの供給水となり、透過水が連続的に排出されます。これは、大規模な水処理用途に適しており、より高い回収率を達成し、濃縮水の量を減らすことができますが、最終的な濃縮水中の溶質濃度が高くなります。 -
シングルステージマルチセクション循環型
次のセクションからの透過水が前のセクションの供給水として使用されます。この構成は、より高い濃縮レベルを達成し、濃縮に焦点を当てた分離プロセスに最適です。 -
マルチセクション円錐配置
膜モジュールは、セクション内では並列に、セクション間では直列に配置されます。この設計は、各モジュール内の一定の流量条件を維持し、回収率の要件を満たすのに役立ちますが、効率の損失を防ぐために高圧ポンプが必要です。 -
マルチステージマルチセクション構成
循環構成では、最初のステージからの透過水が次のステージの供給水として使用され、この方法で継続され、最終ステージの透過水がシステムから排出されます。濃縮水は、再処理のために後のステージから前のステージに戻ります。この配置は、回収率と水質を向上させますが、連続型と比較してポンプのエネルギー消費量が増加します。
膜モジュールを選択して配置する際には、設計ガイドラインに従い、システムの目的、原水の状態、設備スペースの制限、必要な出力容量、および目標水回収率などの要因を考慮して、圧力容器あたりのエレメント数と適切な配置タイプを決定することが不可欠です。