問 題
逆浸透膜を用いる多段式の膜分離プロセス(二段)を用いたときのフローとして、適切なものはどれか。ただし、図中の※は膜モジュールの高圧側を、＊は膜透過側を表す。
解 説
膜分離プロセスには、代表的なものとして以下の3つがあります。
- 全量ろ過式プロセス
- クロスフロー式プロセス
- 多段式プロセス
全量ろ過式プロセスとは、文字通り全量をろ過する方式です。循環などはせずに膜に通すだけなので、単純な構造となっています。
クロスフロー式プロセスは、供給槽から膜モジュール(膜のある装置)へ流入してきた供給水の一部を、循環液として供給槽に戻す方式です。こうすることで、膜が懸濁物質で閉塞してしまうのをやわらげる効果があります。
多段式プロセスは、全量ろ過式プロセスをいくつもつないだ方式です。段数を増やせば増やすほど水中の懸濁物質や塩分を除去できるので、海水の淡水化などの用途で用いられることが多いです。
以上を踏まえて選択肢を見ていきます。
(1)が全量ろ過式プロセスを2つつなげた多段式の膜分離プロセス(二段)を図示したものとなるので、これが正解です。
(2)と(5)は2段目の高圧側を透過水に合流させています。高圧側は膜分離する前の未処理の水なので、これを透過水に混ぜるのは不適当です。反対に、膜分離側を濃縮液のほうにつなげてしまっている点もおかしいです。膜分離側の水は透過水となります。
(3)は1段目で高圧側・膜透過側の両方ともを2段目の高圧側に入れてしまっています。これでは1段目に分離した意味がないので、不適当です。1段目に膜透過させたものは透過水として扱い、高圧側に残った分に対して2段目の処理をするべきです。
(4)は2段目から1段目へと戻る循環液の矢印が描かれていますが、多段式プロセスではこのような仕組みはありません。
以上から、正解は(1)となります。
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