逆浸透膜

読書時間 3 議事録

更新日 - 2024年2月3日

逆浸透膜の紹介

サクランボ園のオーナーにとっては、土砂降りの雨の後に熟したサクランボがはじけるのは恐怖である。

その理由は 浸透 (ギリシャ語で「浸透」を意味する）：雨水には溶存粒子がほとんど含まれていない。そのため化学ポテンシャルが高い。
チェリーの果肉に含まれる糖分の多い水は、多くの溶存物質を含んでいる。そのため、化学的ポテンシャルは低い。
電位差を均等にするため、果肉が雨水を吸収し、チェリーの体積が増え、最終的には果皮が圧力に耐えられなくなり、破裂する。

について 逆浸透膜 不純物の多い水は、不純物の少ない（あるいは全くない）水に変えるべきである。
そのために、汚染水は高圧で細かい膜を通過する。除去される物質は膜に捕捉されたままである。膜の孔の細かさによって、バクテリアやウイルス、ホルモン、抗生物質などの汚れや不要物質は取り除かれる。
約2バールの飲料水の浸透圧に打ち勝つには、少なくとも50%高い圧力をかける必要がある。塩分濃度が高くなると浸透圧も高くなるため、塩水にはより高い圧力が必要となり、飽和状態では約350バールの圧力が必要となる。

飲料水製造用逆浸透システム

雨水、河川水、池の水から飲料水を得ることは、逆浸透技術の原案である。このプロセスを用いたプラントは、危機的な地域や宇宙旅行、発展途上国で使用されている。

飲料水の汚染が進み、特に有害な残留薬物による汚染が深刻化するにつれ、民間企業でもこうした浄化プロセスの重要性が高まっている。

それに伴い、フィルター技術への要求も高まっている。以前は10 µmを超える汚れの粒子を除去すればよかったが、今日でははるかに難しい課題をクリアしなければならない。
例えば、ヒ素、鉛、カドミウム、ナトリウム、硫酸塩、カルシウム、マグネシウム、リン酸塩、塩化物、フッ化物、硝酸塩、亜硝酸塩、放射性物質、バクテリア、ウイルス、ダイオキシン、有機物質、塩素、殺虫剤、殺虫剤、残留薬物などを除去するフィルターは、わずか0.02 µmの孔幅で機能する。これと比較すると、人間の細い髪の毛は0.02～0.04mm、つまり1,000倍も太い。バクテリアは0.1...700 µm、ウイルスは0.015 ...0.44 µmである。

逆浸透システムのフィルター容量はGPD（ガロン/日）で指定されます。100GPDは、1日380リットルの超純水製造に相当します。

市販のシステムは通常、1日当たり1,500～2,250リットル（400～600GPD）、または約1.1～1.5リットル（1.5GPD）を生産する。1.5リットル/分であり、コストは以下の通りである。 7段階フィルター設計 300 ..交換用フィルター・セットを含む400ユーロ。

衛生面

それでも0.02μm以下のウイルスしか通過できないのだから、衛生面での心配はないと考えていいだろう。

休日の間、水が引かれていないとき、バクテリアがフィルターに住み着く可能性がある。しかし、これらの細菌が0.02 µmフィルターを通過する可能性はない。さらに、自動洗浄間隔により、このようなコロニー形成が確実に防止される。

99.99%の無菌性は、下流のUV殺菌システムによって保証される。ここでは、水は石英ガラスのシリンダーに沿って流れ、その中にUVランプが設置されています。UV光はバクテリアやウイルスを殺し、藻の発生を防ぎます。

を持っている。 16W UVランプ 130,-、ユーロは約4.000J/mのIRAY線量³ 実際には標準的な推奨値の10倍である。

塩素とクロラミンは十分なUV-C線量で分解される。しかし、必要な線量を達成するためには、浄化される水がUV-Cクラリファイヤーをゆっくりと（！）通過する必要があります。

家庭で日常的に使用する場合は、低流量（毎分約1リットル）の薬注システムで運転するのが理想的です。この場合、水は水道水から取水され、UV-Cクラリファイヤーを経由して定量ポンプで衛生的な飲料水タンク（容量約30リットル、または1日の飲料水消費量に合わせる）に充填されます。
流速が極めて遅いため、塩素や雑菌は一切含まれていない。

廃水

純浸透水の処理では汚染された排水も発生するため、有効な水の消費量は約100%以上増加する。

上記の7段階システムは、1リットルの排水から1リットルの浸透水で管理する。

この点で、逆浸透システムを設置する際には、必ず排水管が必要となる。必要であれば、この排水を貯水槽に供給し、そこからトイレの洗浄水を供給することもできる。

継続費用

逆浸透システムは、3バールのライン圧で無電源運転が可能です。ただし、自動洗浄とUV衛生ステーションを使いたくない場合は、230Vの接続が必要です。

A フィルター交換 半年ごとに約50ユーロかかる。

UV-Cランプ 寿命は8,000 ...10,000時間、すなわち約1年で、価格は約20ユーロである。

この結果、運営にかかる固定費は月12 ...15ユーロ/月となる。

経済

衛生面だけでなく経済面にも気を配りたい人なら、洗濯に使った水が未使用のまま排水溝に消えてしまうのは避けたいはずだ。

しかし、このすすぎ水には、その起源にかかわらず、通常の水よりも高濃度の「汚染物質」が含まれているため、衛生上重要な作業には使用すべきではないことを覚えておく必要がある！

しかし、例えばトイレの水を流すための水道を別に用意することに反対することはない。