工業用水処理システムの維持管理とアップグレードに関するガイド

工業用水処理システムは、突然性能が低下するわけではありません。むしろ、圧力の上昇、フィルター運転時間の短縮、薬品使用量の増加、処理水の水質低下など、小さな変化が最初に現れることが多いでしょう。

これらの変更は、日常的なメンテナンスと、設計能力を超え始めているプロセスを区別するのに役立ちます。経験豊富な水処理システムサプライヤーは適切な機器の選定を支援しますが、複数の処理段階の再設計と統合には、経験豊富な水処理システムメーカーが必要となる場合があります。場合によっては、標準機器を頻繁に変更するよりも、カスタム水処理システムの方がプラントにとって実現可能な解決策となることがあります。

重要な点は、機器の保守やアップグレードに関する決定は、機器の経年劣化のみに基づいて行うべきではないということである。

まず、信頼できるパフォーマンスの基準値を構築する

保守カレンダーとは、保守作業を実施する時期を示すスケジュールです。パフォーマンスベースラインとは、システムが仕様どおりに動作しているかどうかを示すものです。

供給流量、ポンプ吐出圧力、フィルター差圧、膜透過流量、導電率、薬品添加量、エネルギー消費量など、安定した運転パラメータを記録します。これらは、今後の検査の基準値として使用されます。

時間の経過とともに多くの問題が発生する可能性があるため、傾向データは特に役立ちます。フィルターが圧力損失限界に達するまでに数日間稼働していた場合、固形物負荷がフィルターの許容量を超えている、供給水の水質が変化した、または前処理が不十分である可能性があります。

機械設備の状態監視による保守

ポンプ、バルブ、モーター、シール、配管については定期的な点検を行うべきであるが、漏れだけに焦点を当てるべきではない。

ポンプの騒音の変化に注意し、振動、ベアリング温度、シールの動き、カップリングのずれなどを確認してください。流量と圧力の実際の測定値を、想定される動作範囲と比較してください。油圧性能が低いポンプでも、ポンプ自体は作動している場合があります。

バルブも同様に注意深く点検する必要があります。バルブが部分的に閉じていたり、スケールが付着していたり​​、損傷していたり​​すると、異常な圧力損失が発生し、ポンプの劣化として現れることがあります。ポンプを交換する前に、ポンプ周辺の油圧経路に障害物がないことを確認してください。

性能データを使用してフィルターとメンブレンのメンテナンスを行う

フィルターのメンテナンスを行う主な理由は、一定の時間間隔ではなく、差圧と水質に基づいて行うべきである。

圧力上昇率が通常よりも高い場合は、変化がないか確認し、必要に応じてろ材またはカートリッジを交換してください。これは、凝集不良、過剰な浮遊物質、生物の増殖、または給水の変化などが原因で、異常な負荷が発生する可能性があるためです。

逆浸透システムにおいても同様のモニタリングが必要です。オペレーターは、正規化透過流量、塩分除去率、供給圧力、差圧を監視しなければなりません。これらの値を用いることで、膜の汚染、スケール付着、機械的損傷、温度変化、または供給水質変化を区別することができます。

汚染が可逆的な場合、洗浄によって性能を回復させることができる。

投薬装置と計測機器を一緒に点検する

薬剤注入の問題の原因はポンプの不具合だと考えられることが多いが、実際にはポンプを制御する信号に問題がある場合もある。

例えば、pH変動が発生するような状況では、ポンプが正常に作動していても、薬品の添加量が多すぎたり少なすぎたりする可能性がある。

メンテナンス時には、制御ループ全体（センサーの状態、センサーの校正、薬品濃度、投与チューブ、注入ポイント、ポンプ出力、コントローラー設定）を確認してください。

メンテナンスだけでは不十分になるのはいつからか？

処理システムによって個々の成分が許容レベルまで回復しても、処理性能が許容レベルまで回復しない場合は、工業用水処理システムのアップグレードを検討すべきである。

よくある原因の一つは、生産量の増加です。工場は、実際に使用される期間が限られている生産能力に基づいて設計されている場合があり、設備が比較的短期間で、かつ長期間にわたって稼働限界に達してしまうため、ピーク需要への対応やメンテナンスを行う機会がほとんどなくなってしまう可能性があります。

給水も変動する可能性があります。硬度、塩分濃度、浮遊物質、油分、有機物負荷、またはアンモニア態窒素が増加すると、既存の設備が本来の設計条件を超えて稼働している可能性があります。

度重なる介入もまた、危険信号です。こうした状況には、定期的なメンブレン洗浄、頻繁なポンプ修理、頻繁なセンサーの誤作動、消耗品の大量消費などが含まれ、これらは年間運用コストとして認識されるべきです。是正作業が「常態化」した場合は、アップグレードを真剣に検討する必要があります。

水処理システム供給業者がアップグレードに取り組むべき方法

アップグレードの最初のステップは、機器の交換リストを作成することではありません。

膜が急速に汚染される場合、膜面積を増やす必要があるかもしれませんが、前処理を改善することも同様に必要となる場合があります。水質変化の原因がわからない場合、処理装置を交換するよりも、より高性能な水質計測機器を導入する方が、処理プロセスの改善につながる可能性があります。

QILEEは、上下水処理施設膜分離プロセス、モジュール式ソリューション、コンテナ型ソリューション、ろ過、および関連する処理ソリューションなどが含まれます。最適なソリューションの選択は、単に機器が新しいという理由ではなく、汚染物質の負荷量と処理目標に基づいて行う必要があります。

特注の水処理システムが理にかなう場合

標準的なオプションでは対応できない流量、水質、設置面積、自動化、設置方法などの組み合わせが施設に求められる場合、特注の水処理システムが有益となる。

カスタマイズには、膜容量の調整、前処理段階数の変更、薬品注入装置の組み込み、適切な構造材料の選択、制御装置の組み込み、スキッドマウント型またはコンテナ型モジュールへのパッケージ化などが含まれます。

例えば、 QILEE社のコンテナ型一体型膜脱アミノ装置本装置はアンモニア性窒素の除去を目的としており、様々な処理能力に合わせて構成可能です。このようなモジュール構造は、輸送時間や設置時間、設置場所のスペース、将来の拡張性などがシステム設計に影響を与える場合に役立ちます。

既存プラント周辺の改修計画

機器を発注する前に、配管サイズ、設置スペース、電力、制御システムの機能、薬品保管場所、排水口へのアクセス、吊り上げアクセス、および設置のための停止時間を確認してください。

プラントの停止が許容できない場合は、段階的なアップグレードの方が現実的かもしれません。まず計装機器と制御装置をアップグレードし、その後ポンプ、前処理装置、または膜分離工程をアップグレードすることができます。これらはすべて、メンテナンス期間中に実施可能なアップグレードです。

結論

適切なメンテナンスとは、単に故障を回避することだけではありません。稼働履歴を蓄積することで、性能低下の原因を特定し、アップグレードが妥当かどうかを判断することができます。

本来の用途で使用されている機器は、適切に維持管理してください。上流側の問題が解決されるまでは、下流側の機器を拡張しないでください。個々の工程で実際にボトルネックが発生した場合は、必要に応じてアップグレードを行い、標準システムでは用途要件を満たせない場合は、特注の水処理システムを導入してください。

外部の技術支援が必要な場合は、資格のある水処理システム供給業者または水処理システム製造業者が、水質、負荷、および運転データに基づいてシステムを評価する必要があります。そうすることで、ボトルネックとなっている部分を最適化し、必要な場所に資金を投入することができます。