逆浸透（RO）：原理、構成要素、用途および制約

主要な構成要素と前処理

• 膜：最も一般的なのは、スパイラル型モジュールに用いる薄膜複合ポリアミド膜であり、用途によっては中空糸エレメントも使用される。選定は水質と必要な回収率によって決まる。
• ポンプと圧力容器：浸透力を克服し、水をモジュール内に通水させるために必要な圧力を供給する。
• 前処理：膜のファウリング、スケーリングおよび化学的損傷を防ぐため、凝集、沈殿物ろ過、ろ材フィルター、カートリッジフィルター、軟水化、酸化剤（塩素など）の除去が必要となる場合が多い。
• 後処理：再ミネラル化、pH調整および消毒により、透過水を配水または特定用途に適した状態にする。

運転、保守および一般的な課題

ROシステムは、ファウリング（コロイド、バイオフィルム）、スケーリング（無機物の析出）、化学的劣化の影響を受けやすい。運転者は、性能を維持するためにスケール防止剤を注入し、定期的な定置洗浄（CIP）を実施するとともに、差圧および塩類透過を監視する。エネルギー回収装置とポンプ設計の改良は、高圧運転に伴うエネルギー負荷の低減に寄与する。

用途と環境上の考慮事項

ROは、海水およびかん水の淡水化、都市用・産業用の水処理、研究所および医薬品用の超純水製造、食品・飲料工程における選択的濃縮に広く用いられる。制約にはエネルギー需要と濃縮ブラインの管理があり、ブラインの処分と環境影響の緩和は重要な計画上の検討事項である。特定の水質目標を達成するため、ROは他の処理と組み合わせて用いられることが多い。

他方式との違いと選定

逆浸透は、保持される物質の大きさと、より高い圧力を必要とする点で、他の膜プロセスである精密ろ過、限外ろ過、ナノろ過と区別される。システムの選定では、原水の化学特性、目標とする透過水の水質、回収率、ライフサイクルコストおよび規制上の制約を考慮する必要がある。