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日本工業規格

JIS

 K

3805

-1990

逆浸透エレメント及びモジュール

の性能試験方法

Testing Methods for Solute Rejection and Water Flux of Reverse Osmosis

Membrane Element and Module using Aqeous Solution of Various Solutes

1.

適用範囲  この規格は,塩化ナトリウム,硫酸マグネシウム及びイソプロパノール(イソプロピルア

ルコール)の 3 種類の水溶液(以下,水溶液という。

)を用いて,逆浸透エレメント及びモジュールの溶質

除去性能及び透過水量を試験する方法について規定する。

備考  この規格の中で{  }を付けて示してある単位及び数値は,従来単位によるものであって,規

格値である。

2

2.

用語の意味  この規格で用いる主な用語の意味は,JIS K 3802(膜用語)によるほか,次による。

ブラインシール(

1

)

供給水と濃縮水を分離するためのシール材でスパイラル形エレメント及びプリーツ形

エレメントの試験をするとき使用する。

(

1

)

ブラインシールは U パッキンとも呼ばれる。

3.

試験条件

3.1

濃度及び操作圧力  試験に使用する水溶液の濃度(

2

)

及び操作圧力は,製造業者の取扱説明書に記載

されている値とする。一例を(1)

(3)に示す。

(

2

)

水溶液の濃度は,指定濃度の±5%とする。

(1)

塩化ナトリウム水溶液の場合

表 1  各モジュールの種類と塩化ナトリウム水溶液の濃度及び操作圧力(一例)

モジュール
 
の種類

塩 化 ナ ト リ ウ ム
水溶液の濃度

 (mg/l)

操作圧力

 (kPa {kgf/cm

2

})

備  考

高  圧  形 30 000∼35 000 5 000∼6 000 {50∼60} 海水淡水化に使用される。

中  圧  形

2 000

∼4 500 {20∼45}

低  圧  形

1 000

∼2 000 {10∼20}

かん水処理及び超純水製造
に使用される。

超低圧形

500

∼ 2 000

∼1 000 {  ∼10} 超純水製造に使用される。

                                                        

引用規格:8 ページに示す。


2

K 3805-1990

(2)

硫酸マグネシウム水溶液の場合

表 2  各モジュールの種類と硫酸マグネシウム水溶液の濃度及び操作圧力(一例)

モジュール
 
の種類

硫 酸 マ グ ネ シ ウ ム
水溶液の濃度

 (mg/l)

操作圧力

(kPa {kgf/cm

2

})

備  考

中  圧  形

低  圧  形

1 000

∼2 000 {10∼20}

かん水処理及び超純水製造
に使用される。

超低圧形

500

∼2 000

∼1 000 {  ∼10}超純水製造に使用される。

引用規格:7 ページに示す。

(3)

イソプロパノール(イソプロピルアルコール)水溶液の場合

表 3  各モジュールの種類とイソプロパノール(イソプロピルアルコール) 

水溶液の濃度及び操作圧力(一例)

モジュール
 
の種類

イソプロパノール
(イソプロピルア

ルコール)

水溶液の濃度

 (mg/l)

操作圧力

(kPa {kgf/cm

2

})

備  考

中  圧  形

 2

000

∼4 500 {20∼45}

低  圧  形

100

∼1 500

1 000

∼2 000 {10∼20}

かん水処理及び超純水製造
に使用される。

超低圧形

∼1 000 {  ∼10}超純水製造に使用される。

3.2

供給水の温度及び pH 値  供給水の温度及び pH 値は,次のとおりとする。

(1)

温度  10∼40℃の任意の温度で,試験中の温度変化を±1℃とする。

(2)  pH

値  製造業者の取扱説明書に記載された pH とし,試験期間中一定でなければならない(

3

)

(

3

)

一般的には,pH 値6.5±0.5で使用することが多い。

3.3

濃縮水流量又は回収率  モジュールの種類ごとの濃縮水流量(

4

)

又は回収率は,製造業者の取扱説明

書に記載された値とする。濃縮水流量の一例を

表 に,回収率の一例を表 に示す。

(

4

)

濃縮水流量は,指定流量の±5%とする。

表 4  各モジュールの種類ごとの濃縮水流量(一例)

単位 mm

濃縮水流量  (l/min)

モジュール呼称寸法

直径×長さ

モジュールの種類

65

×1 000 100×1 000 200×1 000

高  圧  形

中  圧  形

 5

低  圧  形

10 40

超低圧形

10

20 80

備考  モジュールの呼称寸法は,インチ表示の場合,65

×1 000 は 2.5×40,100×1 000 は 4×40,200×1

000

は 8×40 である。


3

K 3805-1990

表 5  各モジュールの種類ごとの回収率(一例)

モジュールの種類

回収率(

5

)(

%)

高  圧  形 10∼35

中  圧  形

低  圧  形

超低圧形

10

∼75

(

5

)

モジュールの形式によって異なる。

4.

装置及び器具  装置及び器具は,次のとおりとする。

4.1

性能試験装置  性能試験装置(以下,装置という。)は,配管類,弁類,原水タンク,ポンプ,プレ

フィルタ,逆浸透モジュール,流量計,圧力計,温度調節装置などで構成する。構成例を

図に示す。

図  溶質除去性能試験装置(一例)

(1)

配管類  一般に JIS G 4304(熱間圧延ステンレス鋼板)又は JIS G 4305(冷間圧延ステンレス鋼板)

に規定する SUS 316 などのステンレス製又はプラスチック製で,腐食,さびの発生などがなく,運転

圧力に耐えるもの。

(2)

弁類  ダイアフラム弁,ボール弁及び三方弁などで腐食に耐えるもの。

(3)

原水タンク  試験に使用する水溶液を調製し,モジュールに供給する原水を貯留するもので,腐食に

耐え,かくはん機を備えているか又はタンク内で透過水と濃縮水が十分混合される構造となっている

もの。

(4)

ポンプ  モジュールに供給する原水を圧送するもので,腐食に耐えるもの。

(5)

プレフィルタ  モジュールに供給する原水中の懸濁物を,高圧ポンプの上流で除去するもの。

(6)

流量計  JIS B 7551(フロート形面積流量計)に規定する流量計のうち,最小目盛が測定流量の 5∼10%

のもので,最大目盛が測定流量の 1.5∼2 倍程度を測定可能なもの。

(7)

圧力計  JIS B 7505(ブルドン管圧力計)に規定するブルドン管圧力計と同級以上の精度をもつ圧力

計で,最大圧力が測定圧力の 1.5∼2 倍程度を測定可能なものとする。精度等級は 1.5 級以上のもの(

6

)

(

6

)

圧力振動などによって指示値に誤差が生じる場合があるので,制振機構付きの圧力計を用い,

標準圧力計による定期的な校正を行うことが望ましい。

(8)

温度調節装置  加熱及び冷却の装置を含めた自動温度調節装置。

4.2

機器

(1)

温度計  JIS B 7413(浸没線付ガラス製水銀棒状温度計)に規定する 100P のガラス製棒状温度計,半


4

K 3805-1990

導体センサー方式によるデジタル温度計及びその他の方式による温度計をあらかじめ標準温度計で校

正したもの。

(2)  pH

計  JIS Z 8802(pH 測定方法)の 4.2 に規定する型式 II の pH 計(

7

)

(

7

)  JIS K 0101

(工業用水試験方法)の11.(4)に規定する方法で校正しておく。

(3)

電気伝導度計  JIS K 0101 の 12.に規定する電気伝導度計(

8

)

(

8

)

用いる測定セルごとに,質量法によって作った溶質の標準液を用いて,あらかじめ溶質濃度と

電気伝導率との関係を調べておく。

また,材料の電気伝導率が 10

µS/cm 以下の場合,JIS K 0552(超純水の電気伝導率試験方法)

の 5.に規定する電気伝導度計を使用すると誤差が少なくなる。

(4)

有機体炭素 (TOC) 自動計測器  JIS K 0805[有機体炭素 (TOC) 自動計測器]に規定する一般用のも

の。

(5)

ガスクロマトグラフ  JIS K 0114(ガスクロマトグラフ分析のための通則)に規定するガスクロマト

グラフ。

5.

試薬  この規格で用いる主な試薬は,次のとおりとする。

(1)

塩化ナトリウム  JIS K 8150[塩化ナトリウム(試薬)]に規定するもの。

(2)

硫酸マグネシウム  JIS K 8995[硫酸マグネシウム(試薬)]に規定するもの。

(3)

イソプロパノール(イソプロピルアルコール)  JIS K 1522[イソプロピルアルコール(イソプロパ

ノール)

]に規定するもの。

(4)

純水  溶質の種類によって表 の純水を使用する。

表 6  溶質の種類と純水の種類

溶質の種類

純水の種類

塩化ナトリウム

イソプロパノール

(イソプロピルアルコール)

電気伝導率が 10

µS/cm 以下のもの。

硫酸マグネシウム

水道水又は工業用水を脱塩素処理後,純水化処理

(

9

)

たもので,金属イオンが 1mg/以下のもの。

(

9

)

純水化処理の方式としては,イオン交換方式,蒸留方式,逆浸透方
式などがある。

6.

準備操作  溶質除去性能試験の準備操作は,次のとおりとする。

(1)

装置の洗浄  モジュール取付前の装置の洗浄は,次のとおり行う(

10

)

(

10

)

装置の汚れが少ない場合には,省略することができる。

(a)

原水タンクに純水を入れる(

11

)

(

11

)

汚染物と装置の材質に応じて,洗浄用の酸,アルカリ,界面活性剤又は殺菌剤を用いることが

できる。

(b)

循環ポンプ (BP) を用いて,すべての配管中の汚れを洗浄する。

(c)

一定時間洗浄の後に洗浄液を排出し,次いで新たに純水を用いて,装置のすすぎ洗いをする。

(2)

モジュールの取付け及び洗浄  モジュールの取付け及び洗浄(

12

)

は,次のとおり行う。

(

12

)

モジュールの汚れが少ない場合には,省略することができる。

(a)

製造業者の取扱説明書に従って,モジュールの取付けを行う。


5

K 3805-1990

(b)

原水タンクに純水を入れる。

(c)

循環ポンプ (BP) を用いて,モジュールの保存液を排出する(

13

)

(

13

)

洗浄開始後一定時間は,透過水,濃縮水ともに原水タンクには戻さない。

(d)

製造業者の指定する洗浄剤又は殺菌剤を用いて,洗浄を行う。

(e)

一定時間洗浄の後に洗浄液を排出し,次いで新たに純水を用いて,モジュールのすすぎ洗いをする。

7.

操作  操作は,次のとおり行う。

(1)

装置の運転操作

(a)

原水タンクに純水を入れる。

(b)

モジュールにつながる配管に設置したバルブ (V1) を閉じて循環ポンプ (BP) を運転し,原水タン

ク中の純水を循環させる。

(c)

温度調節装置を運転して,水温が一定になるように,原水温度を調節する。

(d)  3.1

に規定する溶質の必要量よりやや少量を原水タンクに入れ完全に溶解させる。

(e) pH

計を使用し,水溶液の pH を測定する。その場合,測定された pH が所定の pH 値から±0.5 を超

える場合には,

表 に示す水溶液を用いて所定の pH 値の範囲に調整する。

表 7  溶質の種類と pH 調整用の水溶液の種類

溶質の種類 pH 調整用の水溶液の種類

塩化ナトリウム

塩酸水溶液    水酸化ナトリウム水溶液

硫酸マグネシウム

硫酸水溶液    水酸化ナトリウム水溶液(

14

)

イソプロパノール

(イソプロピルアルコール)

塩酸水溶液    水酸化ナトリウム水溶液

(

14

)

水酸化ナトリウムの添加量は,原水中の濃度として2mg/を超えては

ならない。

2mg/l

を超える場合には,原水の再調整が必要である。

(f)  4.2

(3)(4)又は(5)を用いて,水溶液中の溶質濃度を測定し,所定の濃度になるように調整する。

使用する機器の種類は,溶質の種類によって,

表 のとおりとする。

表 8  溶質の種類と濃度測定計器の種類

溶質の種類

濃度測定計器の種類

塩化ナトリウム

電気伝導度計

硫酸マグネシウム

電気伝導度計

イソプロパノール

(イソプロピルアルコール)

有機体炭素 (TOC) 自動計測器又はガスクロマトグラ

(g)

循環ポンプ (BP) を運転したまま,モジュールにつながる配管に設置したバルブ (V1) を開けて,

原水タンク中の水溶液をモジュールに供給し,モジュール内及び濃縮水ライン中の空気を完全に抜

く。

(h)

モジュールに急激な圧力及び流量がかからないように,高圧ポンプ (HP) を作動させる。

(i)  3.1

及び 3.3 に規定する圧力及び流量に調節する(

15

)

(

15

)

昇圧速度は50kPa/s {0.5kgf/cm

2

/s}

程度とする。

(2)

測定操作  測定操作は,次のとおり行う。

(a)

試験条件設定後 20 分以上(

16

)

の経過後に,供給水圧力及び濃縮水圧力を圧力計 (P1), (P2) で,濃

縮水流量を流量計で読み記録する。

(

16

)

測定値が安定するまで延長してもよい。性能の安定化を図るため,あらかじめモジュールを水


6

K 3805-1990

に浸せきしておくか,又は通水処理をしておくことが望ましい。

(b)

透過水量を流量計で読み記録する。

(c)

透過水流量の測定と同時に温度計を用いて透過水温度を測定し(

17

)

,記録する。

(

17

)

温度測定は,外気温度の影響を少なくするように,モジュールの出口に近いところで測定する。

(d)

供給水,濃縮水及び透過水をサンプリングして,4.2 (3)(4)又は(5)を用い,各々の溶質濃度(

18

)

を測定し記録する。

(

18

)

機器から得られる値と,溶質濃度の関係については,あらかじめ換算表を作成しておく。

(e)

原水の pH が,試験条件に適合していることを確認し,測定値を記録する。

8.

計算  計算は,次のとおりとする。

(1)

溶質除去率  溶質除去率は,次の式によって算出する。

(a)

平均濃度基準溶質除去率

100

2

1

1

×

ú

ú

ú

ú

û

ù

ê

ê

ê

ê

ë

é

÷

ø

ö

ç

è

æ

+

=

b

f

p

C

C

C

R

ここに,

R

1

:  平均濃度基準溶質除去率  (%)

C

p

:  透過水溶質濃度 (mg/l)

C

f

:  供給水溶質濃度 (mg/l)

C

b

:  濃縮水溶質濃度 (mg/l)

(b)

入口濃度基準溶質除去率

100

1

2

×

÷

ø

ö

ç

è

æ −

=

f

p

C

C

R

ここに,

R

2

:  入口濃度基準溶質除去率  (%)

C

p

:  透過水溶質濃度 (mg/l)

C

f

:  供給水溶質濃度 (mg/l)

(2)

透過水量  次の式によって温度補正を行う。

a

pa

p

TCF

Q

Q

=

0

ここに,

Q

p0

標準温度(

19

)

における透過水量 (m

3

/d)

Q

pa

試験温度(

20

)

における透過水量 (m

3

/d)

TCF

a

試験温度(

21

)

における温度換算係数(

19

)

(

19

)

通常,25℃を標準温度とする。

(

20

)

透過水量の測定と同時に測定した透過水温度。

(

21

)

通常,25℃での温度換算係数を 1 とする。


7

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(3)

回収率

p

b

f

f

p

c

Q

Q

Q

Q

Q

R

+

=

×

=

100

ここに,

R

c

:  回収率  (%)

Q

p

:  透過水量 (m

3

/d)

Q

f

:  供給水流量 (m

3

/d)

Q

b

:  濃縮水流量 (m

3

/d)

(4)

塩透過比率

(a)

平均濃度基準溶質透過比率

100

2

1

×

÷÷ø

ö

ççè

æ

+

=

b

f

p

C

C

C

SP

(b)

入口濃度基準溶質透過比率

100

2

×

=

f

p

C

C

SP

ここに,  SP

1

平均濃度基準溶質透過比率  (%)

SP

2

入口濃度基準溶質透過比率  (%)

C

p

透過水溶質濃度 (mg/l)

C

f

供給水溶質濃度 (mg/l)

C

b

濃縮水溶質濃度 (mg/l)

9.

透過水量及び溶質除去性能データの標準化  透過水量及び溶質除去性能データは,附属書 及び附属

書 によって標準状態に換算する。

10.

報告事項  報告は,次の事項について記入する。

(1)

試験を行ったモジュール(エレメント) 

(a)

種類

(b)

形式

(c)

カタログ番号

(d)

製造業者名

(e)

製造番号

(2)

試験条件

(a)

供給水,濃縮水及び透過水の圧力

(b)

透過水の温度

(c)

供給水,濃縮水及び透過水の溶質濃度

(d)

濃縮水流量及び透過水量

(e)

供給水の pH

(f)

運転時間

(g)

試験日時

(h)

試験者名


8

K 3805-1990

(3)

試験結果

(a)

溶質除去率及び計算基準

(b)

透過水量(標準状態に換算した場合には,その条件)

                                                       

2

引用規格:

JIS B 7413

  浸没線付ガラス製水銀棒状温度計

JIS B 7505

  ブルドン管圧力計

JIS B 7551

  フロート形面積流量計

JIS G 4304

  熱間圧延ステンレス鋼板

JIS G 4305

  冷間圧延ステンレス鋼板

JIS K 0101

  工業用水試験方法

JIS K 0114

  ガスクロマトグラフ分析のための通則

JIS K 0552

  超純水の電気伝導率試験方法

JIS K 0805

  有機体炭素 (TOC) 自動計測器

JIS K 1522

  イソプロピルアルコール(イソプロパノール)

JIS K 3802

  膜用語

JIS K 8150

  塩化ナトリウム(試薬)

JIS K 8995

  硫酸マグネシウム(試薬)

JIS Z 8802

  pH 測定方法


9

K 3805-1990

附属書 1  逆浸透膜エレメント及びモジュールの 

透過水量性能データの標準化方法

1.

適用範囲  この附属書は,逆浸透膜エレメント及びモジュールの透過水量性能データの標準化方法に

ついて規定する。

2.

用語の意味  この規格で用いる主な用語の意味は,JIS K 3802 によるほか,次による。

(1)

操作圧力  逆浸透膜モジュールの入口の圧力。

(2)

モジュール差圧  操作圧力と逆浸透膜モジュール出口における濃縮水の圧力の差。

(3)

標準運転条件  逆浸透膜エレメント又はモジュールの性能を表示するための条件で製造業者の取扱説

明書などに記載されている条件。

(4)

実運転条件  逆浸透膜エレメント又はモジュールの性能確認を行うときの運転条件で,標準運転条件

以外の運転条件。

(5)

平均溶質濃度  逆浸透膜エレメント又はモジュールへの供給水の溶質濃度と濃縮水の溶質濃度との平

均値。

(6)

膜面濃度  膜表面での実質の溶質濃度。

3.

標準化条件  標準化条件は,次による。

(1)

適用する逆浸透膜エレメント又はモジュール  スパイラル形及び中空糸形。

(2)

溶質の種類  塩化ナトリウム,硫酸マグネシウム又はイソプロパノール(イソプロピルアルコール)

のいずれかが純水中に溶解した水溶液。

(3)

溶質の濃度  供給水中の溶質の濃度が,標準運転条件の±20%であること。

(4)

測定した透過水量 Q

pa

が,標準運転条件での透過水量 Q

ps

の 50%以上であること。

(5)

圧力,温度及び回収率  逆浸透膜エレメント及びモジュールの適用できる許容範囲を超えないこと。

(6)

操作圧力  操作圧力が,標準運転条件の操作圧力の±20%であること。

(7)

  pH

  供給水の pH が,標準運転条件の pH の±0.5 であること。

(8)

温度  供給水の温度が,標準運転条件の温度の±15℃であること。

その他,製造業者の取扱説明書などに記載された限定条件又は許容条件があれば,それに従うこと。

4.

方法

4.1

透過水量性能データの標準化  標準運転条件での透過水量は,式(1)によって算出する。

(

)

(

)

( )

pa

a

pa

fba

pa

fba

fa

s

ps

fbs

ps

fbs

fs

ps

Q

TCF

P

P

P

TCF

P

P

P

Q

ú

û

ù

ê

ë

é

Π

+

Π

ú

û

ù

ê

ë

é

Π

+

Π

=

ψ

ψ

2

2

 (1)

ここに,

Q

ps

標準運転条件での透過水量 (m

3

/d)

P

fs

標準運転条件での操作圧力 (kPa)

P

fbs

標準運転条件でのモジュール差圧 (kPa)

P

ps

標準運転条件での透過側の圧力 (kPa)


10

K 3805-1990

Π

fbs

標準運転条件での供給側,濃縮側の平均溶質濃度の浸
透圧 (kPa)

Π

ps

標準運転条件での透過側の浸透圧 (kPa)

TCF

s

標準運転条件での温度換算係数

Q

Pa

実運転条件での透過水量 (m

3

/d)

P

fa

実運転条件での操作圧力 (kPa)

P

fba

実運転条件でのモジュール差圧 (kPa)

P

pa

実運転条件での透過側の圧力 (kPa)

Π

fba

実運転条件での供給側,濃縮側の平均溶質濃度の浸透
圧 (kPa)

Π

pa

実運転条件での透過側の浸透圧 (kPa)

TCF

a

実運転条件での温度換算係数

Ψ: 膜面濃度を推定するための補正係数

(

1

)

(

1

)

Ψの値は,運転条件(供給水量,溶質の種類,回収率など)によって定まる値で,製造業者の
取扱説明書などで指定された場合だけ使用する。ただし,指定がない場合には1とする。

4.2

温度換算係数

  式

(1)

で用いる TCF

s

及び TCF

a

は,逆浸透膜エレメント又はモジュールの形式及び膜

材質によって異なる。TCF

s

及び TCF

a

については製造業者の取扱説明書などで示されたデータを用いる。

ただし,製造業者のデータがない場合は,次の式

(2)

及び式

(3)

参考

として用いてもよい。

TCF

s

=1.03

 (Ts

25)

 (2)

TCF

a

=1.03

 (Ta

25)

 (3)

ここに,

T

s

:  標準運転条件の透過水温度  (℃)

T

a

:  実運転条件の透過水温度  (℃)

4.3

供給側,濃縮側の平均溶質濃度の浸透圧の計算

  式(1)の

Π

fba

及び

Π

fbs

は,供給水及び濃縮水の溶質濃

度から計算する。

(1)

供給側,濃縮側の平均溶質濃度

  平均溶質濃度を求める計算式は,式

(4)

及び式

(5)

の二つがある。

どちらの方法を用いるかは,製造業者の取扱説明書などに従う。

(

)

2

b

f

fb

C

C

C

+

=

 (4)

(

)

Y

Y

C

C

f

fb

×

=

1

1

ln

 (5)

ここに,

C

fb

供給側,濃縮側の平均溶質濃度

 (mg/l)

C

f

供給側の溶質濃度

 (mg/l)

C

b

濃縮側の溶質濃度

 (mg/l)

Y

回収率

(2)

平均浸透圧の計算

  塩化ナトリウム,硫酸マグネシウム及びイソプロパノール(イソプロピルアルコ

ール)水溶液の浸透圧は,次による

(

2

)

(a)

塩化ナトリウム水溶液

(

)

÷÷ø

ö

ççè

æ

+

=

Π

1000

1000

15

.

273

2646

.

0

fb

fb

fb

C

C

T

 (6)

ここに,

T

温度

  (

)

ただし,

C

fb

10 000mg/l

以下であるときに適用する。


11

K 3805-1990

(b)

硫酸マグネシウム水溶液

(

)

÷÷ø

ö

ççè

æ

+

=

Π

1000

1000

15

.

273

08372

.

0

fb

fb

fb

C

C

T

 (7)

ただし,

C

fb

5 000mg/l

以下であるときに適用する。

(c)

イソプロパノール(イソプロピルアルコール)水溶液

(

)

÷÷ø

ö

ççè

æ

+

=

Π

1000

1000

15

.

273

1384

.

0

fb

fb

fb

C

C

T

 (8)

ただし,

C

fb

3 000mg/l

以下であるときに適用する。

(

2

)  C

fb

が各式中の制限範囲を超える場合には誤差が大きくなるので,逆浸透エレメント又

はモジュールの取扱説明書などで浸透圧の計算法が提示されている場合には,それに
従ってもよい。

また,この計算で用いる浸透圧の単位記号は kPa である。

4.4

モジュール差圧

  標準運転条件におけるモジュール差圧⊿

P

fbs

の値は,製造業者の取扱説明書などに

提示された値を用いる。

4.5

透過水の浸透圧

  透過水の浸透圧は,

4.3(2)

の各式で

C

fb

の代わりに透過水の溶質濃度を用いて求め

る。

4.6

透過側の圧力

  標準運転条件での透過側の圧力

P

ps

0

とする。実運転条件での透過側の圧力

P

pa

0

とおく

(

3

)

(

3

)

透過側で配管,弁などによって圧力損失の発生をすることが予測される場合には,圧力計で正

確な

P

pa

を求めておく。


12

K 3805-1990

附属書 2  逆浸透エレメント及びモジュールの 

無機塩除去性能データの標準化方法

1.

適用範囲

  この附属書は,逆浸透エレメント及びモジュールの無機塩除去性能データの標準化方法に

ついて規定する。

2.

用語の意味

  この規格で用いる主な用語の意味は,

JIS K 3802

によるほか,次による。

(1)

操作圧力

  逆浸透モジュールの入口の圧力。

(2)

モジュール差圧

  操作圧力と逆浸透モジュール出口における濃縮水の圧力の差。

(3)

標準運転条件

  逆浸透エレメント又はモジュールの性能を表示するための条件で製造業者の取扱説明

書などに記載されている条件。

(4)

実運転条件

  逆浸透エレメント又はモジュールの性能確認を行うときの運転条件で標準運転条件以外

の運転条件。

(5)

平均無機塩濃度

  逆浸透エレメント又はモジュールへの供給水と濃縮水の無機塩濃度の平均値を表し

たもの。

3.

標準化条件

  標準化条件は,次による。

(1)

無機塩の種類

  塩化ナトリウム,硫酸マグネシウムのいずれかを純水に溶かした溶液。

(2)

適用する逆浸透エレメント又はモジュール

  中圧及び高圧用逆浸透膜でスパイラル形及び中空糸形。

(3)

圧力,温度,回収率

  逆浸透,エレメント又はモジュールの適用できる許容範囲を超えないこと。

(4)

測定した透過水量

Q

pa

が,標準運転条件での透過水量

Q

ps

50

%以上であること。

(5)

無機塩の濃度

  供給水の無機塩の濃度は,標準運転条件±

20

%であること。

(6)

圧力

  操作圧力が標準運転条件の操作圧力±

20

%であること。

(7)

  pH

  供給水の

pH

が標準運転条件の

pH

±

0.5

であること。

(8)

温度

  供給水の温度が標準運転条件の温度±

15

℃であること。

その他,製造業者の取扱説明書などに記載された限定条件又は許容条件があれば,それに従うこと。

4.

方法

4.1

無機塩透過比率の標準化

4.1.1

標準運転条件での無機塩透過比率の計算

  標準運転条件での無機塩透過比率を式

(1)

及び式

(2)

によ

って算出する。

(1)

平均濃度基準溶質透過比率の標準化

( )

a

ps

fbs

ps

fbs

fs

pa

fba

ps

fba

fa

s

SP

P

P

P

P

P

P

SP

1

1

2

2

×

ú

û

ù

ê

ë

é

Π

+

Π

ú

û

ù

ê

ë

é

Π

+

Π

=

ψ

ψ

 (1)


13

K 3805-1990

(2)

入口濃度基準溶質透過比率の標準化

( )( )

( )( )

(

)

a

fs

fba

ps

fbs

ps

fbs

fs

fa

fbs

pa

fba

ps

fba

fa

s

SP

C

C

P

P

P

C

C

P

P

P

SP

2

2

2

2

×

×

ú

û

ù

ê

ë

é

Π

+

Π

×

ú

û

ù

ê

ë

é

Π

+

Π

=

ψ

ψ

 (2)

ここに,

SP

1s

標準運転条件での平均濃度基準無機塩透過比率

  (

)

SP

2s

標準運転条件での入口濃度基準無機塩透過比率

  (

)

SP

1a

実運転条件での平均濃度基準無機塩透過比率

  (

)

SP

2a

実運転条件での入口濃度基準無機塩透過比率

  (

)

C

fba

実運転条件での供給水,濃縮水の平均無機塩濃度

 (mg/l)

C

fbs

標準運転条件での供給水,濃縮水の平均無機塩濃度

 (mg/l)

C

fa

実運転条件での供給水の無機塩濃度

 (mg/l)

C

fs

標準運転条件での供給水の無機塩濃度

 (mg/l)

P

fs

標準運転条件での操作圧力

 (kPa)

P

fbs

標準運転条件でのモジュール差圧

 (kPa)

P

ps

標準運転条件での透過側の圧力

 (kPa)

Π

fbs

標準運転条件での供給水,濃縮水の平均無機塩濃度の浸透

 (kPa)

Π

ps

標準運転条件での透過水の浸透圧

 (kPa)

P

fa

実運転条件での操作圧力

 (kPa)

P

fba

実運転条件でのモジュール差圧

 (kPa)

P

pa

実運転条件での透過側の圧力

 (kPa)

Π

fba

実運転条件での供給水,濃縮水の平均無機塩濃度の浸透圧

(kPa)

Π

pa

実運転条件での透過水の浸透圧

 (kPa)

Ψ: 膜面濃度を推定するための補正係数

(

1

)

(

1

)

ψ

の値は,運転条件(供給水量,溶質の種類,回収率など)によって定まる値で,製造業者の

取扱説明書などで指定された場合だけ使用する。ただし,指定がない場合には,

1

とする。

備考

製造業者が式

(3)

で定義される無機塩透過比率補正係数

SPCF

又は

で提供するときには,

それを利用する。

SPCF

s

a

SP

SP

 (3)

4.2

供給水,濃縮水の平均無機塩濃度の浸透圧の計算

  式

(1)

Π

fba

Π

fbs

は供給水,濃縮水の無機塩濃度

から計算する。

(1)

供給水,濃縮水の平均無機塩濃度

  平均無機塩濃度を求める計算式は,製造業者の取扱説明書に従っ

て式

(4)

又は式

(5)

のいずれかを用いる。

(

)

2

b

f

fb

C

C

C

+

=

 (4)

(

)

Y

Y

C

C

f

fb

×

=

1

1

ln

 (5)

ここに,

C

fb

供給水,濃縮水の平均無機塩濃度

 (mg/l)

C

f

供給水の無機塩濃度

 (mg/l)

C

b

濃縮水の無機塩濃度

 (mg/l)

Y

回収率


14

K 3805-1990

(2)

平均浸透圧の計算

  塩化ナトリウム,硫酸マグネシウム水溶液の浸透圧の計算は,式

(6)

及び式

(7)

によ

(

2

)

(a)

塩化ナトリウム水溶液

(

)

÷÷ø

ö

ççè

æ

+

=

Π

1000

1000

15

.

273

2646

.

0

fb

fb

fb

C

C

T

 (6)

ここに,

T

温度

  (

)

ただし,

C

fb

10 000mg/l

以下であるときに適用する。

(b)

硫酸マグネシウム水溶液

(

)

÷÷ø

ö

ççè

æ

+

=

Π

1000

1000

15

.

273

08372

.

0

fb

fb

fb

C

C

T

 (7)

ただし,

C

fb

5 000mg/l

以下であるときに適用する。

(

2

)

  C

fb

が各式中の制限範囲を超える場合には誤差が大きくなるので,逆浸透エレメント又はモジュ

ールの取扱説明書などで浸透圧の計算法が提示されている場合にはそれに従ってもよい。

また,この計算で用いる浸透圧の単位記号は,

kPa

である。

4.3

モジュール差圧

  標準運転条件におけるモジュール差圧⊿

P

fbs

の値は,製造業者の取扱説明書などに

提示された値を用いる。

4.4

透過水の浸透圧

  透過水の浸透圧は,

4.2(2)

の各式で

C

fb

の代わりに透過水の無機塩濃度を用いて求

める。

4.5

透過側の圧力

  標準運転条件での透過側の圧力

P

ps

0

とする。実運転条件での透過側の圧力

P

pa

0

とおく

(

3

)

(

3

)

透過側で配管,弁などによって圧力損失の発生をすることが予測される場合には圧力計で正確

P

pa

を求めておく。


15

K 3805-1990

参  考

1.

濃縮倍率

f

b

c

C

C

CF

=

ここに,

CF

c

濃縮倍率

C

b

濃縮水溶質濃度

 (mg/l)

C

f

供給水溶質濃度

 (mg/l)

2.

電気伝導率と溶質濃度の換算式(例)

2.1

電気伝導率と塩化ナトリウム水溶液濃度の換算式(例)

塩化ナトリウム水溶液中の塩化ナトリウム濃度と電気伝導率との換算式の一例

(

1

)

を次に示す。

(

1

)

この換算式は参考値であり,使用する電気伝導度計個々に事前に検量線を作成する必要がある。

(

)

水温

        

          

25

00019442

.

0

4263

.

1

2

.

244

7

.

3472

10000

log

16365

.

2

799

.

0

10

÷÷ø

ö

ççè

æ

+

+

=

=

C

C

C

f

fC

E

ここに,

E

:  塩化ナトリウム水溶液の電気伝導率  (

µS/cm)

C

:  塩化ナトリウム水溶液中の塩化ナトリウム濃度 (mg/l)

f

:  伝導率係数  (−)

文献値(

2

)

と近似式の誤差

濃度 (mg/l)

電気伝導率

(

µS/cm)

文献値 (C

1

)

近似式 (C

2

)

誤差  (%)

(

1

2

C

C

−1)  ×100

                  62.255

            29.22

            29.224

    0.013

              123.74

            58.44

            58.449

    0.016

       245.32

     116.9

     116.88

−0.018

       603.00

     292.2

     292.04

−0.056

    1 185.3

     584.4

     584.18

−0.038

    2 315.2

   1 168.9

   1 167.74

−0.099

    5 553.0

   2 922.1

   2 918.50

−0.123

 10 674

   5 844.3

   5 841.69

−0.045

 20 342

 11 689

 11 698.2

  0.079

 46 810

 29 221

 29 248.3

  0.093

 85 760

 58 443

 58 426.2

−0.029

149 420

116 886

116 778.1

−0.092

(

2

)

電気化学協会編,電気化学便覧第4版,丸善 (1985)による。

2.2

電気伝導率と硫酸マグネシウム水溶液濃度の換算式(例)

硫酸マグネシウム水溶液中の硫酸マグネシウム濃度と電気伝導率との換算式の一例

(

3

)

を次に示す。

(

3

)

この換算式は参考値であり,使用する電気伝導度計個々に事前に検量線を作成する必要がある。

C

=0.32×E

1.138

ここに,  C:  硫酸マグネシウム水溶液中の硫酸マグネシウム濃度 (mg/l

E

:  電気伝導率  (

µS/cm at 25℃)


16

K 3805-1990

逆浸透エレメント及びモジュールの性能試験方法原案作成委員会  構成表

氏名

所属

(委員長)

木  村  尚  史

東京大学

(分科会長)

大  矢  晴  彦

横浜国立大学

仲  川      勤

明治大学

村  山  義  夫

財団法人造水促進センター

岩  崎  岩  次

社団法人日本工業用水協会

落  田      実

通商産業省立地公害局

阿  部  巳喜雄

通商産業省基礎産業局

桜  井  俊  彦

工業技術院標準部

神  沢  千代志

工業技術院化学技術研究所

安  宅  光  雄

工業技術院繊維高分子材料研究所

山  田  純  男

工業技術院製品科学研究所

石  井  蔵之助

日本ミリポアリミテッド

松  永  有志夫

日本ポール株式会社

成  尾  匡  一

富士写真フイルム株式会社

岸      敬  治

東洋ろ紙株式会社

茶屋道      宏

旭化成工業株式会社

中  西  祥  晃

ダイセル化学工業株式会社

岩  掘      博

日東電気工業株式会社

(代  川崎睦男)

(RO 幹事)

高  柳  英  夫

東レ株式会社

(代  竹内  弘)

東レ株式会社

野  中  章  行

デュポン・ジャパンリミテッド

水  野  陽  一

東洋紡績株式会社

秋  本      稔

日本電気株式会社

鈴  木  一  男

株式会社日立製作所

藤  江  信  夫

富士通株式会社

足  立  一  雄

三共株式会社

坂  下      隆

武田薬品工業株式会社

(代  田中文彦)

綱  川  延  孝

第一製薬株式会社

石  倉      武

株式会社東芝

吉  原  誠  一

三菱重工業株式会社

太  田  嘉  治

野村マイクロ・サイエンス株式会社

佐  藤      武

栗田工業株式会社

鳴  戸      智

オルガノ株式会社

(関係者)

和  田  靖  也

工業技術院標準部

浦  野  四  郎

工業技術院標準部

飯  嶋  啓  子

工業技術院標準部

(事務局)

柴  田      雄

財団法人日本規格協会

黒  木  勝  也

財団法人日本規格協会

加  山  英  男

財団法人日本規格協会

○印は,RO 分科会委員