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徹底検証!逆浸透膜

逆浸透膜とは?

逆浸透膜(Reverse Osmosis Membrane)は、水の分子だけを通過させ、その他の物質を高い除去率で除去可能な人工の半透膜です。その逆浸透膜を使用した浄水システム(世界No.1ブランド ダウケミカル社製ROフィルター)は、ウィルスよりはるかに小さい0.0001μmの細孔によって、水の分子レベルのろ過を行う水処理技術です。

精密ろ過膜や限外ろ過膜に比べても、その細孔が非常に小さいため、超微粒子・重金属・環境ホルモン・ダイオキシン類など、多くの物質やイオンを高い除去率で除去します。

近年では、純水製造や超純水製造の現場や、工業用水の浄水、海水淡水化などの工業分野から、一般家庭の浄水器のフィルターなど、幅広い分野・用途で使用されています。

逆浸透膜のしくみ

半透膜に仕切られた槽に、一方には純水(希薄溶液)を入れ、もう一方に食塩水(濃厚溶液)を入れます。(図1)

すると、純水側から溶媒(水)が食塩水側に移動する現象が起こります。これを「浸透」と呼び、食塩水が希釈され純水側と食塩水側で水位差が生じます。
この食塩水側の水位の上昇は純水の浸透が平衡状態になるまで続きます。この浸透が平衡状態になった時の、両液間の圧力差を「浸透圧」と言います。(図2)

このとき、食塩水側に浸透圧より大きな圧力をかけることにより、食塩水側から純水側へと逆方向へ溶媒(水)が移動します。この現象を「逆浸透」と呼びます。(図3)

逆浸透膜式の浄水方法は、水は浸透するが水以外の不純物を通過させない人工の半透膜「逆浸透膜」を使用し、この「逆浸透」の現象を利用してろ過を行います。

クロスフローシステム

逆浸透膜は、薄い多層のシートからなり、水に溶解している不純物や化学物質を高い除去率で除去が可能で、その表面には微細な孔があけられています。逆浸透膜は、酢酸セルロースや架橋ポリアミドなどの樹脂から製造されており、膜の形状は円筒状で、クロスフローシステムによる真水と濃縮水の分離ろ過を行います。

クロスフローシステムによるろ過では、送られてきた不純物を含む水は絶えず逆浸透膜に沿って流れます。その過程で水の分子レベルの大きさの物質は逆浸透膜を通過し、超微粒子・重金属・環境ホルモン・ダイオキシン類などの逆浸透膜を通過できない不純物は、濃縮水として排水されます。

逆浸透膜を利用した浄水装置は、水の味・臭い・色に悪影響を及ぼしている塩素や臭素などの物質を除去できます。また、健康に悪影響を与えるヒ素や農薬、鉛、水銀、放射性物質などに対しても、有効に対処できます。

逆浸透膜の性能

逆浸透膜のフィルター孔の大きさ=約0.0001ミクロン

放射性物質の「最小分子」の大きさ

  • ストロンチウム=約0.0006ミクロン
  • セシウム=約0.0006ミクロン
  • ウラン=約0.0005ミクロン
  • 放射性ヨウ素(ヨウ素131)=約0.0002ミクロン

ゆえに、理論上は「逆浸透膜方式の浄水器で、放射性物質は除去可能」となります。

逆浸透膜の用途

逆浸透膜浄水装置は、そのすぐれたろ過能力のため、従来からの一般純水や電子産業向けの超純水の一時純水などの製造以外にも、海水淡水化やボイラー給水、一般飲料水など、広範な用途に使用されています。

【工業用途】

▼表面処理の洗浄用水の製造
RO装置は、機械加工、レンズ研磨、プリント基板、ガラス加工の洗浄用水の製造が可能です。
▼工業用の純水の製造
逆浸透膜浄水装置(RO装置)では、COD/BOD、細菌、ウィルス、重金属、シリカ、硬度成分などを除去できます。また、一般工業用水・地下水のイオン類の除去もできます。そのため、RO装置で純水レベルの工業用純水を製造することが可能です。
▼空調・加湿用水の製造
RO装置で製造された水は、不純物をほとんど含みません。そのため、加湿・空調設備で発生するカルシウムやシリカによるスケールに起因する問題を大幅に減らすことが可能です。
▼超純水製造装置の前処理として
RO装置では、COD/BOD、細菌、ウィルス、重金属、シリカ、硬度成分、イオンなどを高い除去率で除去できるので、超純水製造装置の前処理としてRO装置が用いられます。
▼イオン除去樹脂の前処理として
RO装置では、上水や地下水の不純物を除去できるので、純度レベルが上がり、イオン除去樹脂の交換・再生回数を大幅に減少させることが可能です。

【一般用途】

▼料理などの調理用水
RO装置は、有機物やミネラルなどの硬度成分がほとんど除去されています。水中の硬度成分を取り除いていくと、豆や穀物の硬度成分を溶かし出し軟化させ、煮物の場合は煮上がりを早めて仕上がりを良くしたり、だし汁を作る場合などは、魚や野菜など食材が本来持っている味や香りを引き出します。
▼飲料水の製造
RO装置は、細菌やウィルス、重金属、農薬を除去できます。そのため、それらの有害な物質が含まれている井戸水や地下水などを安全な飲料水にすることが可能です。
▼お茶やコーヒー
RO装置では、水中のほとんどの不純物を除去します。水は、水中の不純物を除去していくと、他の物質を溶かし込もうとする力が大きくなります。そのため、お茶やコーヒー、紅茶の本来の味を正確に引き出します。