RO 膜スケール抑制剤の投与量の計算方法 |式と例

スケール抑制剤の投与量はなぜ正確でなければならないのか

逆浸透膜は、純水が通過する際に残る濃縮ミネラルイオン (カルシウム、マグネシウム、バリウム、シリカ、硫酸塩) に常にさらされています。これらのイオンが溶解度の限界を超えると、結晶化して膜表面に硬いスケールの堆積物を形成します。 スケールの蓄積は RO 膜の故障の主な原因の 1 つです その結果、透過水の流れが減少し、脱塩率が低下し、操作圧力が上昇し、最終的には膜の交換に費用がかかります。

を追加する RO膜スケール抑制剤 これを防ぐには給水に戻すのが最も現実的で経済的な方法です。ただし、投与量の精度は非常に重要です。添加量が少なすぎると膜は保護されないままになります。追加しすぎると、化学物質が無駄になり、水の化学的性質が不安定になる可能性があり、追加のメリットが得られずに運転コストが増加します。投与量を正しくするには、計算式とその背後にある変数を理解する必要があります。

コア投与量の計算式 — 変数ごとに説明

水処理業界で RO スケール抑制剤の月間消費量を計算するために使用される標準的な式は次のとおりです。

W = Q × S × H × 30 / 1000

この式の各変数には実際の操作上の意味があります。それぞれが何を表すか、およびシステムにとってのその値を決定する方法は次のとおりです。

• W — 月間投与量 (kg): これは式の出力であり、システムが 1 か月間で消費するスケール防止剤の総質量をキログラムで表したものです。
• Q — 入口水流量 (m3/h): これは、透過水の出力ではなく、RO 装置に入る供給水の流量を指します。スケール防止剤は膜に接触する前にすべての水を処理する必要があるため、常に入口流を使用してください。 75 m3/h の透過水を生成するシステムの場合、実際の入口流量は、回収率にもよりますが、通常 100 m3/h 以上になります。
• S — 投与濃度 (1 トンあたりの g、ppm に相当): これは給水中のスケール防止剤の目標濃度です。標準的な推奨範囲は、 3～8ppm 、入口水 1 トン (m3) あたり 3 ～ 8 グラムのスケール防止剤を意味します。この範囲内の正確な値は、給水の品質、回収率、および使用する特定のスケール防止剤製品によって異なります。
• H — 毎日の営業時間: RO システムは 1 日に何時間稼働しますか? 24 時間年中無休の連続システムでは、H = 24 が使用されます。日勤のみで稼働するシステムでは、H = 16 または 12 が使用されます。実際の動作スケジュールを使用してください。
• 30 — 月あたりの日数: この計算では、標準的な月を 30 日としてカウントします。
• 1000 — 単位換算係数: Q の単位は m3、S の単位はグラムであるため、積 Q × S × H × 30 からグラム単位の結果が得られます。 1000で割るとキログラムに変換されます。

段階的な計算例

完全な例を見て、公式が実際にどのように機能するかを示してみましょう。

システムパラメータ:

• 入口水流量 (Q): 100 m3/h
• 投与濃度 (S): 5ppm (5 g/トン)
• 1日の稼働時間(H): 24時間

計算:

W = 100 × 5 × 24 × 30 / 1000

W = 360,000 / 1000

W = 360kg/月

これは、システムが毎月 360 キログラムのスケール防止剤を必要とすることを意味します。この数値を使用して、調達を計画し、投与タンクのサイズを決定し、定量ポンプの出力を設定することができます。

S = 6 ppm を必要とする低品質の給水を使用して 1 日あたり 16 時間のみ稼働するシステムの場合:

W = 100 × 6 × 16 × 30 / 1000 = 1ヶ月あたり288kg

投与量の選択に影響を与える重要な要素

S (投与濃度) の正しい値を選択することは、計算の中で最も判断力が必要な部分です。これは固定された数ではありません。水源とシステム設計の特定の条件を反映する必要があります。次の要因が最も大きな影響を与えます。

• 給水の硬度とイオン組成: カルシウム、マグネシウム、バリウム、シリカの含有量が高い水には、より高い S 値が必要です。詳細な水分析レポートが不可欠です。ランゲリア飽和指数 (LSI) を見てください。LSI が高い正の値を持つ水域では、より大きなスケール傾向があり、推奨範囲の上限にある S 値が必要になる場合があります。
• システム回復率: 回収率が高いということは、ブライン流中のイオンがより濃縮されていることを意味します。 80% の回収率で動作するシステムでは、供給水と比較してスケール イオンが約 5 倍濃縮されます。これにより、スケーリングのリスクが大幅に増加し、通常はより高い投与濃度が必要になります。
• 給水温度: 水が温かいとスケールの形成が促進され、さまざまなスケール防止剤の化学薬品の性能特性にも影響を与える可能性があります。一般に、温度が高い場合は、投与量の適切さについて細心の注意を払う必要があります。
• メンブレンの種類とメーカーの仕様: さまざまな膜メーカーが、推奨用量範囲に影響を与える設計ガイドラインを発行しています。スケール防止剤の製品データシートとメンブレンのサプライヤーの推奨事項を常に相互参照してください。
• スケール防止剤の製品濃度: スケール防止剤の中には、濃縮溶液（活性成分 40% など）として販売されているものもありますが、さらに希釈したものもあります。事前に希釈しない限り、この式ではそのままの製品量が使用されます。その場合は、それに応じて計算を調整してください。 10 倍を超える希釈 (つまり、投与溶液中の濃度が 10% 未満) は通常推奨されません。

ドージングポンプを正しく設定する

毎月の投与量を計算したら、次のステップでは、その数値を投与ポンプの流量 (ml/min) に変換します。実際に現場で定量ポンプを校正する様子です。

メートル法にはこのアプローチを使用します。

1. 月間使用量を毎日の使用量に換算: W (kg/月) ÷ 30 = 1 日の使用量 (kg/日)
2. 1 日あたりのグラムに換算: × 1000
3. スケール防止剤溶液の密度 (通常約 1.05 ～ 1.15 g/ml) で割って、ml/日を取得します。
4. (H × 60) で割ると、ml/分のポンプ出力が得られます。

たとえば、製品密度 1.1 g/ml で 360 kg/月 (連続 24 時間運転) の場合:

1日の使用量 = 360 ÷ 30 = 12 kg = 12,000 g → 12,000 / 1.1 ≈ 10,909 ml/日 → 10,909 / 1440 分 ≈ 7.6ml/分

スケール防止剤は、パイプラインのセキュリティ フィルターの上流 (精密フィルターの前) に連続的かつスムーズに注入する必要があります。 校正済み定量ポンプ 。精度を確保するには、一定の時間間隔で実際の押しのけ容積を測定し、それに応じてストローク周波数を調整することにより、少なくとも週に 1 回ポンプ出力を校正してください。

スケール抑制剤投与におけるよくある間違い

正しい処方を使用していても、操作上のエラーによりスケール防止プログラムの有効性が損なわれる可能性があります。最も頻繁に発生する間違いは次のとおりです。

• 投与溶液を希釈しすぎると: スケール防止剤を10倍以上に希釈すると安定性が低下し、効果が低下します。常に 2 ～ 3 日ごとに新しい投与溶液を準備し、原水や硬水で決して希釈しないでください。RO 透過水または脱イオン水のみを使用してください。
• 間違った注入ポイント: スケール抑制剤は、供給水が RO 膜に到達する前、特にセキュリティ (カートリッジ) フィルターの上流に投与する必要があります。この点の下流に注入すると接触時間が短縮され、膜アレイ全体への分散が不十分になる可能性があります。
• ポンプの校正を無視した場合: 注入ポンプは、摩耗、温度変化、粘度の変化により、時間の経過とともにドリフトします。試運転時にポンプを 7.6 ml/min に設定しても、6 か月後には大幅に異なる量が送出される可能性があります。毎週の検証は不可欠です。
• 季節に関係なく固定の S 値を使用する: 給水の水質は、特に地表水や井戸水システムでは季節によって変化することがよくあります。水源の状態が大幅に変化した場合は、投与濃度を再計算して調整します。
• システム回復率の変化を無視する: オペレーターは、スケール防止剤の投与量を調整せずに、操作中に回復率を変更する場合があります。回収率が高くなると、膜保護を維持するためにそれに比例してより高い用量が必要になります。

アプリケーションに適したスケール抑制剤の選択、または膜スケールの問題のトラブルシューティングに関する詳細なガイダンスについては、当社の Web サイトをご覧ください。 よくある質問 ページを参照するか、技術チームに直接お問い合わせください。