水処理

以下の各節と表では水処理の用語を使います。次の十語を押さえれば、残りは読み進められます。

原水

処理前の水。水道水でも井戸水でも構いません。どの処理工程が何段必要かは、主にこの水で決まります

硬度

水に含まれるカルシウムとマグネシウムの量。多いと硬水、少ないと軟水です。石けんが泡立ちにくく、やかんの内側に白い付着物ができる水がこれにあたります

スケール

カルシウムやマグネシウムが表面に白い殻状に固着したもの。やかんやボイラーにできるのと同じもので、水電解装置では流路や膜に生じます

軟水化

硬度を下げること。軟水器はカルシウムとマグネシウムをナトリウムに置き換えます。殻状の付着は減りますが、イオンの総量は変わらないため、導電率は下がりません

アルカリ度

水が酸をどれだけ吸収できるかを示す値で、主に重炭酸塩の量の指標です。アルカリ度が高いと RO 膜表面でスケールが生じやすく、前段の構成が変わります

回収率

流入した水のうち、製品水として出てくる割合。残りは排水されます。回収率を上げると水の無駄は減りますが、膜表面で濃縮が進み、スケールのリスクが高まります

逆浸透

イオンを通さない非常に細かい膜に水を押し通す方式。RO と表記します。実際に導電率を下げるのはこの工程です

イオン交換

残ったイオンを樹脂で捕捉する仕上げ工程。樹脂は飽和したら交換します

脱塩

イオンを除去することの総称。イオン交換や EDI など、その役割を担う工程を指します

導電率

水に含まれるイオンの量を示す指標。単位は µS/cm で、低いほどイオンが少ないことを示します

成分ごとに損傷を与える箇所が異なります。お手元の水質分析結果と照らし合わせてご覧ください。

カルシウムとマグネシウム

流路や膜にスケールとして析出し、電圧を押し上げます

塩化物イオン

金属を腐食させ、膜を損傷します

鉄とマンガン

触媒表面を覆います。一度覆われると、洗浄しても元に戻りません

残留塩素

スタックに届く前に、逆浸透膜を酸化させます

シリカ

RO 膜表面に硬く固着します。薬品洗浄でも容易には除去できません

有機物

膜表面に薄い膜を形成して水の通り道を塞ぎ、その後に続く微生物の栄養源になります

微生物

滞留水中で増殖し、流路や膜に層を形成します。イオンではないため、導電率には現れません

砂やさびなどの粒子

循環ポンプや狭い流路を詰まらせます。前段のセディメントフィルターはこれを防ぐためのものです

カルシウムとマグネシウムを多く含む水、つまり硬水には、RO の前段に軟水化またはスケール抑制を設けます。そのまま膜に通すと表面に殻状の付着が生じ、真っ先に膜が傷みます。前段に何を置くかは硬度だけでは決めず、アルカリ度と回収率もあわせて計算します。この三つの用語は、上の「まず水処理の用語から」で説明しています。HX 上限値は逆浸透だけで達成できます。ただし原水の水質が変動すると余裕がなくなるため、イオン交換工程もあわせて検討します。HX 推奨値を達成するには、RO の後段に脱塩工程が必須です。

「処理」列には、逆浸透とイオン交換以外の工程も記載しています。各工程が何を除去するためのものかを知ると、その行がその水質に達する理由がわかります。「遠隔監視」列は、装置が自らをどこまで監視するかを示しています。誰かが毎日値を記録する必要があるのか、装置が自ら測定して知らせてくれるのかがわかります。

イオン交換ポリッシャー

RO の後段に置く仕上げのイオン交換工程。残ったイオンを除去します

混床式 DI

陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂を一つの容器に充填したもの。二つの塔に分けて通水するより低い導電率に達します

EDI（電気再生式脱イオン）

電場で駆動するイオン交換。樹脂が連続的に再生されるため、交換が不要です

UV

紫外線で微生物を殺菌します。イオンは減らしません

限外ろ過

微生物の破片や比較的大きな有機物を除去する非常に細かい膜。分析用の装置に搭載されています

自己監視

装置が自らの出力水を測定し、逸脱すると警報を出します。値を外部には送信しません

透過水導電率の連続測定

出力水を連続測定するため、誰かが記録しなくても傾向が蓄積されます

Bluetooth アプリ

その値を近くのスマートフォンで読み取ります。別の拠点からの遠隔アクセスではありません

水中のイオンが多いほど、電気をよく通します。導電率はそのイオン総量をすぐに読み取れるため、日常の監視値として使います。計測器は安価で設置が容易、記録機能の追加も簡単です。導電率でわからないのは、どのイオンが含まれているかです。数値が良くても、塩化物イオンや硬度成分が多い場合があります。そのため、導電率は日々の監視に使い、全項目の水質分析は導入時の承認時、年に一度、そして異常が疑われるときに実施します。見落としやすいのは、そもそもイオンではないものです。有機物、微生物、粒子は導電率に現れないため、1.0 µS/cm の水にも微生物が含まれていることがあります。これらは数値で監視せず、前段にセディメントフィルター、活性炭、必要に応じて殺菌工程を設けて対処します。上の図の最初の三工程はそのためのものです。

純水装置のカタログは比抵抗で表記しますが、当社は導電率で表記します。25 °C では両者は逆数の関係にあり、0.25 MΩ·cm は約 4 µS/cm です。0.25 という数値はグレード表の Type III の行にも出てくるため、その仕様は Type III に見えますが、実際には Type IV に近い値です。さらに重要なのは、ASTM のタイプは導電率だけの基準ではないことです。各タイプには TOC、ナトリウム、塩化物、シリカの条件も付いているため、導電率だけからタイプを名乗ると誤った表示になります。そのため当社は、タイプではなく導電率の数値で表記しています。これはお客様にとっても利点があります。タイプで指定すると研究室グレードの装置が必要だと思われがちですが、導電率の数値であれば、一般的な逆浸透とイオン交換で足りることが明確になります。