逆浸透膜浄水器はどのように機能するのか: 実用化、選択

キッチンのシンクの下のキャビネットを開けると、小さなポンプ、タンク、そしてカートリッジが並んでいるのを見つけたことがある人は、おそらく何千人もの人が尋ねるのと同じ質問をしたことがあるでしょう。逆浸透膜浄水フィルターは実際にどのように機能するのですか?簡単に言うと、非常に細かい膜を通して水を押し出すため、ほとんどの溶解物質はそれに従うことができないということです。逆浸透システムは実際には小さな生産ラインであり、そのラインのすべての段階で行うべき仕事があるため、長い答えの方が役に立ちます。

当社は 15 年以上、逆浸透システム、フィルター カートリッジ、ハウジングを製造してきましたが、最も明確な説明は、注入口から蛇口までの一滴の水を追ってみることで得られます。それがこのガイドの目的です。

「逆浸透」とは実際には何を意味するのか

浸透は自然なプロセスです。溶解固体の濃度が異なる 2 つの水域が半透膜で分離されている場合、濃度が釣り合うまで水分子は弱い溶液から強い溶液に向かって移動します。何も押し出すものはなく、ただ移動するだけです。その際に発生する圧力は浸透圧と呼ばれます。

逆浸透はその名のとおり、自然な方向を逆にします。浸透圧よりも高い濃縮側に圧力をかけることにより、水分子が汚れた側からきれいな側へ逆方向に移動する一方、溶解した塩、金属、およびより大きな分子のほとんどは取り残されます。一般的な家庭用ユニットの動作圧力はおよそ 40 ～ 60 psi です。そのため、システムには適切な供給圧力が必要であり、場合によってはブースター ポンプの助けも必要です。

ここでは 2 つの詳細が重要です。まず、膜は化学処理ではなく物理的バリアであるため、水には何も添加されません。第二に、この膜はらせん状に巻かれた薄膜複合構造をしており、ナノメートル単位で測定される細孔を備えているため、沈殿物フィルターが捕捉できるよりもはるかに小さな粒子を阻止することができます。

作動するRO水フィルター内の段階

水が蛇口から直接 RO 膜に入ることはほとんどありません。膜はシステムの中で最も高価な部分であり、塩素、沈殿物、スケールを嫌うため、膜は最初に準備されます。

堆積物と炭素: 水の準備

紡績ポリプロピレンまたはプリーツ素材で作られた沈殿物カートリッジが、砂、錆、その他の浮遊粒子を捕集します。これは下流のすべてを保護し、交換するのに最も安価な部品です。

次に炭素が来ますが、通常は圧縮された炭素ブロックまたは粒状活性炭です。炭素は、塩素とクロラミン、多くの味と匂いの化合物、およびさまざまな有機化学物質を除去します。塩素は薄膜複合膜を劣化させるため、このステップは膜の寿命にとって重要です。ほとんどの 活性炭ブロックフィルター 私たちが生産する製品はまさにこの義務に基づいて評価されており、その耐用年数は年単位ではなく月単位で測定されます。

膜: 分離が起こる場所

システムの心臓部は、ハウジング内の RO 膜です。供給水は膜表面に押し付けられます。透過水と呼ばれる精製水が通過する一方で、拒否された塩を運ぶ濃縮流はブラインまたは濃縮物として洗い流されます。フィルターパッドが汚れを捕捉するように、汚染物質は膜内に蓄積されません。そのため、濃縮物ラインは常に流れるようにする必要があります。

メンブレンハウジングは単純な部品ですが、人々が予想している以上に重要です。ハウジングに亀裂が入ったり、シールが不十分になったり、流れが制限されたりすると、それ以外は良好なメンブレンの性能が損なわれてしまいます。そのため、当社では、カートリッジを繰り返し交換しても持ちこたえる、ネジ付きシェルとクイックコネクトシェルの両方を製造しています。

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ポストカーボン、保管と配送

膜の後、水は通常、ポストカーボンまたは研磨カートリッジを通過します。これは大きな効果をもたらす小さな段階です。味を修正し、残留臭を除去し、システムによっては制御された量のミネラルを元に戻します。その後、水は加圧貯蔵タンクに送られるか、タンクレス設計の場合はポンプと流量センサーを介して蛇口に直接送られます。

圧力、流量、および廃水に関する質問

RO システムはプレッシャー主導のプロセスであるため、人々が抱く不満のほとんどはその背後にある数字で説明されます。冷水は粘度が高く、膜を通過する速度が遅いため、冬には生産量が低下します。供給圧力が低いと同じ影響が生じるため、一部の家庭ではブースター ポンプが必要になります。供給 TDS が高いほど、膜の働きがより強くなり、濃縮物の流れにより多くのものが運び去られることを意味します。

生産能力は通常、1 日あたりのガロンで見積もられます。貯蔵タンクを備えた古典的なアンダーシンクユニットの定格は 75 GPD である可能性がありますが、タンクはゆっくりと満たされ、後で使用するために水を蓄えるため、これは十分な値です。タンクレスマシンは 400 ～ 1000 GPD の範囲ではるかに高く評価されており、タンクからではなくオンデマンドで水を供給するためにポンプと流量センサーに依存しています。

次に、濃縮液の流れがあります。どの RO システムでもある程度の廃水が発生します。これは、除去された塩を除去する必要があるためです。ラインが詰まったり、流量制限装置が間違っていると、膜がすぐに汚れてしまいます。最新の設計と高回収率膜により、古いユニットに比べて比率が大幅に減少しており、濃縮液の流れの簡単なチェックは、システムが正常であることを確認する最も簡単な方法の 1 つです。

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RO が何を削除し、何を残すのか

逆浸透ではすべてが除去されるのかとよく尋ねられます。そうではありませんが、削除されるもののリストは長く、少量の残りは通常管理が簡単です。

• 沈殿物、錆、浮遊粒子をプレフィルターで捕集
• 塩素とクロラミン、主に炭素で扱われる
• ナトリウムなどの溶解塩類、カルシウムやマグネシウムなどの硬度ミネラル
• 鉛、カドミウム、および一般的な形態のヒ素を含む重金属
• 硝酸塩、フッ化物、および多くの工業用化学薬品
• マイクロプラスチックと大部分の微生物

通過するものには、二酸化炭素などの溶存ガス、一部の低分子量有機物、そしてもちろん水そのものが含まれます。ミネラルも除去されるため、処理水は淡白で弱酸性の味わいになります。それは間違いではなく、それが再石灰化カートリッジが存在する理由であり、チェーンの最後に再石灰化カートリッジを追加するのは一般的で賢明な選択です。

RO フィルターが機能していることを確認する方法

膜がまだ機能しているかどうかを知るために研究所は必要ありません。いくつかの簡単な観察で、ほとんどの状況がカバーされます。

1. 安価なメーターを使用して、供給水と処理水の総溶解固形分を測定します。健全な膜はおよそ 90 ～ 95 パーセントの溶解固形分を除去するため、水道水の濃度が 300 ppm であれば、生成水は 30 ppm をはるかに下回るはずです。
2. 流れを見守ってください。生産量が着実に減少している場合、またはタンクの補充に非常に時間がかかる場合は、通常、プレフィルターの詰まりまたは膜の汚れを示しています。
3. 水を味わってください。塩素や化学的な音が戻ってくる場合は、ほとんどの場合、炭素ステージが使い果たされていることを意味します。
4. スケジュールどおりに交換してください。沈殿物とカーボンのカートリッジは 6 ～ 12 か月ごとに、ポストカーボンは 1 年ごとに、膜は供給水の質に応じて 2 ～ 3 年ごとに交換します。

あなたの水に合った RO 構成の選択

段階を理解すると、システムの選択は、マーケティング上の主張を比較するのではなく、ハードウェアを水に適合させることが重要になります。まずは供給水から始めます。硬度が高い場合は、上流で軟化処理することで適切に処理できます。TDS が非常に高い場合は、より大型の膜またはポンプが必要になる場合があります。キャビネットのスペースが限られている家庭には、コンパクトなタンクレス設計が適しています。次に、水の使い方を考えてみましょう。 1日に数本のボトルを充填する家族にはタンクベースのユニットが適していますが、蛇口からの安定した水の流れが必要な忙しいキッチンには、大容量のタンクレスマシンの方が適しています。

メンテナンスアクセスも重要です。カートリッジとハウジングは手が届きやすく、標準的なサイズであるため、長年にわたって所有コストが低く抑えられます。そのため、当社ではカートリッジのラインナップを非常に多くのモデル間で互換性を持たせています。たとえば、圧力計とブラケットを備えた 6 ステージの 75 GPD ユニットは、最初の設置に簡単で保守可能な選択肢であり、すべての部品を個別に交換できます。

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逆浸透は魔法ではありません。それは圧力であり、非常に細かい膜であり、その周囲の段階の合理的な順序です。水滴が沈殿物カートリッジからカーボンブロックに移動し、膜を通過し、ポストカーボン研磨を通過する様子を想像できるようになると、メンテナンススケジュールは恣意的ではなくなり、流量が意味を持ち始めます。

あなたがディストリビュータ、ブランド所有者、または家電メーカーで、その旅のパートナーを探している場合、当社は次のサービスも提供します。 OEM プロジェクト向けの水フィルター ソリューション 、カートリッジの仕様から完全なシステムの組み立てまで。家庭で 1 つの膜を交換する場合でも、製品ラインを計画する場合でも、原則は変わりません。きれいな水を得るには、適切な段階を適切な順序で配置することが重要です。