無機スケール、有機物および藻類からなる複合汚染物質によって汚染された RO 膜の使用条件下では、統一された工業標準の洗浄順序は、最初に酸洗浄 (無機の硬いスケールを除去するため)、次にアルカリ洗浄 (コロイド、有機物および藻類を除去するため) です。逆の順序 (最初にアルカリ洗浄、次に酸洗浄) は固く禁止されています。この規則は、汚染物質の物理化学的特性、化学反応メカニズム、膜保護要件に根ざしています。逆洗浄の詳細な原理と危険性については、以下で詳しく説明します。
I. アルカリ洗浄前の酸洗浄の必要性
1.1 酸洗浄の中心機能: 膜表面の硬い詰まりを除去する
RO 膜の操作中、無機スケール (炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、ケイ酸塩など) が膜表面と流路を優先的に覆い、覆い、スケール層の下に捕らえられたコロイド、有機物質、微生物の粘液をカプセル化します。
酸性洗浄液は硬い無機スケールを溶解し、膜の細孔と流路の詰まりを取り除き、緻密なスケール被覆層を破壊して、後続のアルカリ性洗浄液による柔らかい汚染物質の浸透と除去に好ましい条件を作り出します。
1.2 アルカリ洗浄の核心機能：深部の軟質汚れを完全除去
コロイドスライム、有機物、藻類は軟質汚染物質に分類され、主に膜表面やスケール層の隙間に付着します。酸洗浄によりスケールが除去され、膜の表面チャネルが除去された後、酸化アルカリ洗浄液が膜基材と深い細孔に完全に接触します。有機物を徹底的に酸化して分解し、残留コロイド粒子を取り除き、藻類の胞子を死滅させて完全な洗浄を実現します。
1.3 実際の運用における複合汚染の自然な層構造との一致
実際のシステムにおける複合汚染物質は層状構造を形成します。上層には有機スライム、下層には膜表面に密着した無機ハードスケールが存在します。事前の酸洗浄によって下にある硬いスケールを破壊することによってのみ、汚染物質を残留させることなく表面の柔らかい汚染物質を根から取り除くことができます。
II.逆洗浄（最初にアルカリ洗浄、次に酸洗浄）の重大な欠点
2.1 不可逆的な深い閉塞を引き起こす柔らかい汚染物質の圧縮と固化
最初にアルカリ洗浄を行うと、膜上の緻密で硬い無機スケール層はそのまま残り、アルカリ溶液がスケールを貫通して膜基材に到達するのを防ぎます。一方、アルカリ洗浄中の循環圧力は、ソフトコロイド、有機物、藻類スライムを高圧で圧縮し、膜の細孔やスケールの隙間に押し込みます。もともと簡単に除去できる柔らかい汚れが固化して詰まります。その後の酸洗浄では固化した有機不純物を溶解できず、その結果、水生成能力が回復不能になり、膜細孔が永久に閉塞してしまいます。
2.2 酸塩基の中和によって生成された新たな沈殿物が二次スケール汚染を引き起こす
事前のアルカリ洗浄では、多量のアルカリ洗浄液、水酸化物イオン、および分散したコロイド粒子が膜流路および微細孔に捕捉されたままになります。その後の酸洗浄により、直接的な酸塩基中和反応が引き起こされます。一方、水中のカルシウムイオンとマグネシウムイオンは残留アルカリ物質と結合して、炭酸カルシウムと水酸化マグネシウムの新たな微細な沈殿物を形成します。
これらの新しく形成された沈殿物は、膜の微細孔の奥深くに埋め込まれる非常に小さな粒径を特徴とします。それらは元のスケールよりも除去するのがはるかに難しく、膜の差圧が大幅に増加し、塩除去率が低下します。
2.3 ひどい残留汚染による洗浄効率の大幅な低下
無傷の無機スケール層がアルカリ性液体の浸透をブロックするため、アルカリ洗浄では少量の表面汚染物質のみが除去されますが、深部の有機および藻類汚染は完全に捕捉されたままになります。その後の酸洗浄ではスケールを部分的にしか溶解できませんが、固化した有機物の詰まりや新たな沈殿物は除去できません。全体的な洗浄効率は 50% を下回ります。システムの動作パラメータを復元することはできず、短期間で急速な再汚染と膜の詰まりが発生します。
2.4 膜エレメントの劣化と損傷が促進されるリスクの増加
逆洗浄では、わずかな改善を達成するために、酸とアルカリの交互循環を繰り返す必要があります。ポリアミド分離層を酸とアルカリの液体に交互に過剰に曝露すると、持続的な精練と腐食が発生し、膜材料の老化が促進され、脱塩率が恒久的に低下し、RO 膜エレメントの耐用年数が大幅に短くなります。
Ⅲ．まとめ
1. 標準シーケンス (最初に酸、次にアルカリ): 層ごとに剥離することで、硬い詰まり、続いて柔らかい汚染物質を除去し、残留汚染物質や二次スケールを残しません。膜性能の回復を最大限に高め、膜エレメントを保護します。
2. 逆順序 (最初にアルカリ、次に酸): 柔らかい汚染物質の圧縮と固化、新たな沈殿物による二次的な膜の詰まり、効果のない洗浄と膜の損傷を引き起こします。この不適合な洗浄操作は、工業用 RO 膜の早期廃棄の主な原因の 1 つです。
翻訳メモ
1. 水処理および膜業界の専門用語には、国際的に認められた標準表現が採用されています。
RO膜 反透膜；差圧 圧力差；塩除去率 脱塩率；ポリアミド分離層 ポリエステル分離層
2. 鉱物スケールおよび化合物名は英語の化学規格に準拠しています (炭酸カルシウム、水酸化マグネシウム、ケイ酸塩など)。
3. 文章構造は英語の技術文書の習慣に準拠しており、論理層は中国語の原文と一致しています
4. 工業用操作仕様、危険性の説明、および核となる結論は、海外のエンジニアリングおよびアフターセールス文書の元の技術的厳密さを保持しています。
