No.008

逆浸透現象を利用したRO膜

用水・純水 純水・超純水

「逆浸透現象を応用したRO膜[逆浸透膜]」についてお話いたします。ガラスや金属が手に入らなかった時代、ヨーロッパでは豚や羊の膀胱が容器として使われていました。これにワインや塩水を入れて水中に放置すると容器内の液量が増すことが分かっていました(正浸透現象といいます)。この場合と逆方向に水を流す、逆浸透現象を応用して作ったRO膜[逆浸透膜]について解説します。


KCRセンター池上徹

解説者

栗田工業株式会社

池上徹

解説

RO膜[逆浸透膜]の説明をする前に、まず半透膜のお話をしましょう。ガラスや金属あるいはプラスチックなど液体を入れる容器が手に入らなかった時代、ヨーロッパではその容器としてブタや羊の膀胱が用いられていました。そして、この容器にワインや塩水を入れて水中に放置すると、容器内の液量が増すことが当時から知られていました。これを科学的に調査し、半透膜として説明がなされたのは19世紀末のことです。ワインや塩水の液量が増えるのは、容器内の液体と周りの液体との濃度が違うため、薄いほうから濃いほうへ水が膜を通過して移動した結果によるものです。正浸透といいます。

超純水製造にも使われるRO膜[逆浸透膜]

半透膜をはさんで塩水と真水を入れておくと、真水が塩水側へ膜を介して移動し、両サイドで水位差(浸透圧)が生じます。ところが、塩水側にこの浸透圧以上の圧力をかけると、今度は塩水側から真水側へ水が移動する逆浸透現象が生じます。この機能を水処理に応用したのが逆浸透膜で、最初に実用化したのは1950年以降のアメリカにおいてでした。この逆浸透膜を、安定した高分子膜でつくったのがRO膜[逆浸透膜]です。最初に実用化されたRO膜[逆浸透膜]は酢酸セルロースでつくられたものでしたが、現在ではポリアミド系複合膜を用いて、圧力0.75~1.5MPaで運転する方法が主流となってきています。以前は、海水やかん水を脱塩して真水(淡水)にすることが主体でしたが、最近では超純水製造システム、排水回収分野へとその用途は拡大してきています。RO膜[逆浸透膜]の孔は、電子顕微鏡でも見ることのできないレベルで、非多孔膜と呼ばれています。ただ孔というよりは、膜を構成している高分子間のすき間を水が通ると考えるほうが正しいでしょう。使用される膜の形式は、スパイラル型や中空糸膜方式が実用化されています。

浸透現象と逆浸透現象

用語解説

非多孔膜

気体分子や無機イオンなどの低分子の物質が透過できる細孔径(数nm以下)を有する膜である。

CHECK POINT!

  • 逆浸透現象を水処理に応用した逆浸透膜がRO膜[逆浸透膜]です。
  • 海水を真水にする以外に、超純水製造システムなどにも利用されています。

出典:よくわかる水処理技術(株式会社日本実業出版社発行)

水処理教室バックナンバー

同じカテゴリの記事をご覧いただけます。

  • No.055 用水・純水 前処理・ろ過

    ウイルスも取り除くUF膜

    「UF膜」についてお話いたします。UF膜は、MF膜よりも微細な孔を持ち、分子量5000~30万程度の高分子成分(たんぱく質やポリエチレングリコールなど)や、粒子径1~100nmのウイルス、エマルジョンなど小さな物質を除去することができます。その特徴と用途について解説いたします。

  • No.054 用水・純水 前処理・ろ過 純水・超純水

    幅広い分野で使われるMF膜

    「MF膜」についてお話いたします。MF膜は家庭用浄水器に使われています。また、災害時に飲料水を確保する緊急用ろ過器や工業用水の前処理ろ過のほか、超純水製造、医療用水製造の最終ろ過としても採用されています。このように幅広い分野で使われているMF膜のしくみと用途について解説いたします。

  • No.027 用水・純水 純水・超純水 排水 排水その他

    一度利用した超純水の回収・再利用方法

    「超純水の回収・再利用」についてお話いたします。一度使用した超純水を回収・再利用することは、節水対策として重要です。特に工場用水や水道水の取水制限、地下水の汲み上げ量制限によって使用水量を増やせない場合は有効です。その超純水の回収・再利用法を解説いたします。

  • No.026 用水・純水 純水・超純水

    超純水をつくるための殺菌処理

    栗「超純水をつくるための殺菌処理」についてお話いたします。菌は水中や大気中のあらゆるところに存在し、一度殺菌しても栄養となる有機物があると増殖します。そのため超純水製造システム内では、各段階で目的に応じた殺菌処理が徹底されています。その方法について解説いたします。

  • No.025 用水・純水 純水・超純水

    超純水をつくるための有機物処理

    「超純水をつくるための有機物処理」についてお話いたします。超純水中には、微粒子や生菌、TOC(全有機炭素)、シリカなどが一定基準以下であることが求められます。特にTOCについては可能な限りゼロに近い状態まで除去するシステムが開発されています。そのTOCの処理方法について解説します。

  • No.024 用水・純水 純水・超純水

    ユースポイントへの配管の工夫

    「ユースポイントへの配管の工夫」についてお話いたします。超純水供給配管は、超純水をサブシステムからユースポイントまで送水するために重要な役割を持っています。特に超純水の水質を保つために様々な対策が施されています。その配管の工夫について詳しく解説いたします。

ログイン・ユーザー登録

基礎学習動画の閲覧や製品カタログのダウンロードを
ご希望の方は、ログインまたはユーザー登録を行ってください。

WEBからのお問い合わせ

水処理に関するご相談やKCRセンターに関する
ご質問など、こちらからお気軽にお寄せください。