DTRO (ディスクチューブ逆浸透) と STRO (スパイラルチューブ逆浸透) は、本質的には逆浸透技術ですが、膜構造と動作原理の違いにより、構造特性と適用分野に大きな違いが生じます。これらの違いを理解し、その適用を習得することで、適切なプロセスを選択して、膜分離プロセスを効率的かつ効果的に実行し、目標を達成することができます。
以下では、膜構造、動作原理、膜特性、応用分野、入口および出口の水質基準、一般的なプロセスパッケージなど、いくつかの側面を簡単に比較または紹介します。
1、DTROとSTROの膜構造の比較
DTRO膜構造
DTRO 膜は、支持層、緻密層、接触層の 3 層で構成された複合膜です (下の拡大画像を参照)。このうち、支持層は膜の機械的安定性を提供し、緻密層は膜の透過性を制御し、接触層は膜の防汚性能を提供します。
DTRO膜カラムは、逆浸透膜とガイドプレートを積み重ね、中央ロッドと端板で固定し、耐圧膜シェルに配置することで形成されます。主なコンポーネントには、圧力支持ナット、水生成ジョイント、入口および出口ジョイント、上部および下部圧力支持フランジ、上部および下部通水フランジ、膜シェル、中央ロッド、ガイドプレート、膜パッケージなどがあります。
統合：圧力支持フランジとオーバーフローフランジを 1 つに統合し、圧力支持と過電流の機能のバランスをとります。
耐腐食性: 二相鋼素材で作られているため、全体的な耐腐食性が向上するだけでなく、分解と組み立ても容易になります。
圧力支持強度：水生産チャネルと圧力支持部品のコンポーネントとして、統合水生産ジャケットは二相鋼材料で作られ、統合水路フランジと一致しています。
STRO膜構造
STRO膜も複合構造を持ち、ロール型RO膜の一種ですが、設計はより複雑です。
まず、STRO 膜と従来のロール RO 膜には、給水チャネルとロール方法の点で、次のとおり大きな違いがあります。
①給水経路の比較
従来のロール式膜メッシュは目詰まりやスケール付着が発生しやすく、入口流路が制限され、圧力差が大きくなります。STROパイプライン型逆浸透膜は45°ダイヤモンド形の二重層開流路構造を採用しており、入口流路と膜の有効面積を大幅に最適化し、圧力をより安定させます。
②圧延方法の比較
STRO逆浸透膜は、ブレードの数を増やすと同時にブレードを短くし、淡水チャネルの長さを短くし、淡水チャネルの圧力損失を減らし、膜に沿った正味の押し出し圧力が同じになる傾向があり、膜表面の異なる部分で可能な限り同じ水流を維持できるため、濃度分極の程度を減らすことができます。
次に、STRO 膜は、高圧エンド プレートと高圧耐性センター ロッドを備えたグラスファイバー コンテナに固定され、STRO 膜が最大 120 bar の圧力に耐えられるようにします (STRO 膜のグレードによって、耐圧レベルが異なります)。
2、DTRO膜とSTRO膜の動作原理の比較
DTRO膜の動作原理
DTROディスクチューブ逆浸透膜コンポーネントは、逆浸透の原理を採用し、液体中の分子を分離、精製、脱塩し、重金属、アンモニア、さまざまな有機物質、無機物、その他の有害物質を含むさまざまな有機または無機不純物を除去できます。
DTROディスクチューブ逆浸透膜部品は、主にディスク型膜（フィルター膜）、ガイドプレート、Oリングゴムガスケット、センタープルロッド、シェル、2つの端フランジ、さまざまなシール部品、接続ボルトで構成されています。フィルター膜とガイドプレートを積み重ね、中央ロッドと端フランジで固定します。次に、耐圧シェルに配置して、ディスク型の膜モジュールを形成します。膜カラム内の各コンポーネントには、それぞれ異なる機能があります。
この膜は、2 枚の同心円状の逆浸透膜と、その間に挟まれた糸状の支持層で構成されています。この 3 層の代替材料の外側のリングは接続されており、内側のリングは開いており、きれいな水の出口として機能します。
ガイドプレート（ロール膜のメッシュ支持層に代わる）は膜を中央で挟みますが、膜に直接接触することはなく、流体チャネルを広げます。ガイドプレートの表面には一定の方法で配置された突起があり、高圧下で浸出液に乱流を発生させ、浸透速度とセルフクリーニング機能を高めます。
写真
O字型のゴム製ガスケットは、中央のプルロッドに取り付けられ、ガイドプレートビームの側面の溝に配置され、膜を支持し、汚水と浄水を隔離する役割を果たします。浄水は、糸状支持チャネルの中央ロッドの外周に沿って膜の中央にある浄水出口から排出されます。
STRO膜の動作原理
STRO部品の膜は工業用汚染防止逆浸透膜を採用し、グリッドチャネルは一般的なロール膜とは異なる平行グリッド構造を採用しています。 STRO部品のグリッドは台形構造を採用しており、廃水/液体はグリッドによって形成されたチャネル内を流れ、管状膜内を流れるのと同じように、ダイヤモンドグリッドよりもはるかに低い抵抗を持っています。 同時に、内部の横方向の補強リブは、材料液体の流動中に乱流を増加させ、膜の濃度分極効果を低減し、STRO部品の汚染耐性を向上させることができます。 基本的な製品構造と構造の動作原理は次のとおりです。
3、DTRO膜とSTRO膜の特徴と応用分野
DTRO ディスクチューブ逆浸透膜 - 特性
①「四つの高」に強い：
高圧耐性：75〜160bar
高いSDI耐性: (SDI汚染指数)<15
高いCOD耐性：1000〜20000mg/L
高TDS耐性：2000〜80000 mg/L
② 強力な抗汚染：
凸点ワイドフローチャネル：ガイドプレートは、独自の凸点と乱流最適化設計を採用しています。オープンフローチャネルは表面速度（レイノルズ係数≥5000、ロールフィルムの3〜5倍）を高め、固形物が表面に閉じ込められるのを防ぎ、セルフクリーニング機能を備えています。濃度分極を効果的に低減します。
八角形構造膜パッケージ：
高圧運転中、特許取得済みの八角形構造設計により不均一な力点が生じ、水流の影響を受けて高周波振動が発生し、水流が完全な乱流に向かって「S」字流を形成し、継続的に洗浄され、汚染やスケールの発生を防ぎます。
③ 低コスト：
標準化されたモジュール構成を採用し、組み立てと分解が簡単です。
クリーニングが簡単で、パフォーマンスパラメータの回復が良好です。
メンテナンスが簡単で、個別に交換して再利用できます。
膜部品の耐用年数は長いです。
④ 適応力が高い：
回収率90％以上の高電圧機器。
1回あたりの処理能力が5～100m3/hで、安定した水生産が可能です。
DTRO膜の応用分野
DTRO膜は、高濃度廃水処理用に特別に設計された膜モジュールで、最初にゴミ浸出水処理に適用されました。高濁度、高SDI値、高塩分、高CODに対する優れた処理効果、高圧および汚染に対する耐性、水質変動が大きく複雑な成分の状況でも効果的かつ安定して動作できることから、DTROの適用分野は絶えず拡大しています。以下は、埋立地浸出水以外の一般的なDTROの適用分野です。
①下水処理場
石炭化学廃水や鉱山廃水に代表される脱硫廃水の典型的な特徴は、高濁度、高塩分、高硬度です。DTROディスクチューブ逆浸透膜は、脱硫廃水のTDS質量濃度を25〜40g / Lから80〜100g / Lに事前濃縮することができ、処理された廃水はほぼゼロの排出量を達成することもできます。
②淡水化分野
廃水処理の主な目的は濃縮と再利用ですが、給水分野における淡水化は主に複雑な原水条件下での予備的な淡水化を扱います。一般的な淡水化分野には、塩分を含むアルカリ性の土地、汽水、商業用または軍事用の海水、淡水の淡水化が含まれます。
③ 産業排水のゼロ排出
化学工業団地廃水や電気メッキ廃水に代表される工業用高塩分廃水は、基本的に①と類似しているが、最大の違いは、①分野のDTROプロセスは膜処理の初期段階にあることが多いのに対し、ゼロ排出膜処理では、DTROは主に膜処理の初期段階の濃縮水を処理し、膜処理の後期段階にあることが多いことである。
④その他の分野
高濃度酸塩基・廃液回収、生体タンパク質・コラーゲンリサイクル、機能性糖濃縮等
STRO パイプラインベースの逆浸透膜 - 特徴
① 高い淡水化率：
標準テスト条件下では、淡水化率は99％に達し、性能は安定しています。生産水の品質はより良く、より高い水使用指標を達成しています。
② 汚染防止閉塞：
特殊な流体油圧設計により、濃度の分極が低減し、汚れやスケールの発生傾向が改善されます。
③ 特殊流路：
45°ダイヤモンド型の二重層流路設計を採用し、洗浄効果が向上し、性能回復が容易になります。
④メンテナンスが簡単：
1～6ユニットを直列に組み立てられるモジュール設計を採用しており、清掃やメンテナンスが容易です。
⑤ 小さなフットプリント：
膜充填密度が高く、設備の設置面積が小さく、プロジェクトコストが削減されます。
⑥ 低コスト：
シール数が少なく、メンテナンスが容易になり、耐用年数が延び、交換コストが大幅に削減されます。
STRO膜の応用分野
①下水処理場
下水処理の面では、STRO 膜は下水中の有害物質や浮遊物質を効果的に除去し、水質を改善します。
②食品固液分離分野
食品業界では、STRO 膜は、その耐汚染性能と洗浄性により、牛乳、ジュースなどの高粘度、スケーリングしやすい、または浮遊固形物含有量の高い液体の取り扱いに特に適しています。
③ バイオメディカル分野
バイオメディカルの分野では、STRO 膜は生体分子の分離・精製、薬剤の調製などに使用されています。
④その他の分野
上記の分野に加えて、STRO 膜は、循環冷却水、ゴミ浸出水、鉱山廃水、化学廃水、石炭化学廃水、コークス廃水、電気メッキ廃水、鉄鋼廃水などの分野でも優れた用途があります。
DTRO と STRO は構造と機能の焦点が大きく異なりますが、どちらも耐塩性と COD 性に優れています。そのため、実際のアプリケーションでは、両者が互いに補完し合い、それぞれの利点を活用することがよくあります。たとえば、DTRO 膜を初期の液体浄化に使用し、その後 STRO 膜で微細液体分離を行う場合もあります。これにより、DTRO 膜の高スループット性能と STRO 膜の優れた防汚性能を十分に活用し、より優れた分離効果を実現できます。
4、DTRO膜とSTRO膜の入口水質要件の比較
DTRO膜の入口水質要件
ポリマー有機材料膜である DTRO 膜には、以下の表に示すように、安定した効率的な膜動作を確保するために、入口水質に対して一定の要件があります。
STRO膜の入口水質要件
STRO 膜はポリマー有機材料膜として、膜の安定した効率的な動作を確保するために、入口水質に対して一定の要件を満たしています。下表にその要件を示します。
特定ブランドメーカーの DTRO および STRO 膜コンポーネントのパラメータ表
DTRO 膜要素パラメータ表
STRO膜要素パラメータ表
5、DTROおよびSTRO膜プロセスフローの参考
①ゴミ浸出液二次DTRO処理フロー
浸出液の二次 DTRO 処理は、現在、業界のほとんどの埋立地や焼却施設で推奨されている処理方法です。この処理方法では、安定した水質が得られ、浸出液の回収率は 70% を超えます。
② ゴミ浸出液3.0処理パッケージ
ゴミ浸出水焼却プラント向け 3.0 プロセス パッケージは、次のように 85% を超える回収率を達成できます。
③産業廃水ゼロ排出4.0プロセスパッケージ
産業廃水のゼロ排出を実現する 4.0 プロセス パッケージでは、次のように 90% を超える回収率を達成できます。
④ TSD産業廃水ゼロ排出統合プロセス
TSD (TUF+STRO+DTRO) 産業廃水ゼロ排出統合プロセスパッケージ（上記と同じ）
この記事の末尾には、Disc Filter Technology Co., Ltd.のネットワークから抜粋した大量の内容が含まれており、権利侵害があれば削除されます。記事中の関連パラメータは参考用であり、Butterfly Membrane Technology Co., Ltd.に感謝の意を表します。
