電気透析装置の実践的応用分析

電気透析装置による飲料水の硬度・フッ化物除去

スリランカ・アヌラダプラでは地下水の硬度とフッ化物が基準値超過（フッ化物濃度3.29mg/Lで基準値の3.29倍）、WHOが慢性腎臓病の主要因と特定。中国科学院開発のスキッド式ターゲット電気透析装置（TED）は選択的イオン移動技術で1日300トンの地下水を処理。この電気透析装置は電極水酸添加と停止時極性反転機能を統合し、砂濾過前処理のみで稼働。ワンボタン操作インターフェースが技術未発展地域に適合。処理後はカルシウム/マグネシウム除去率98%、フッ化物濃度0.27mg/L以下（飲料水基準適合）を達成し、エネルギー消費はトン当たり1.5kWh、1,500人に安定給水を実現。

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石炭化学・セメント産業における電気透析装置

石炭化学・セメント産業は電気透析装置をゼロ排水工程チェーンに組み込む。一部セメント工場は均質膜電気透析装置で二次濃縮を実施、濃縮水導電率を147.7mS/cmに上昇（14.6倍濃縮率）し循環システムでの水再利用を可能化。4基並列電気透析装置で高硬度RO濃縮水処理時、スケーリングと電極スパークが発生。改良ではオンライン硬度モニター設置によるリアルタイム警報、チタン合金電極への交換、自動極性反転の統合を実施。最適化後、電気透析装置は1,200時間連続運転サイクルを達成し水処理コスト40%削減。

電気透析装置の長期安定運転確保

長期安定性はスケーリング防止と電流分布最適化に依存。中国・南通電子工場事例では入口硬度1.5mg/L超過時に膜表面水酸化マグネシウム堆積が抵抗急増を招いた。二段軟化樹脂タンク設置と7%クエン酸循環洗浄の導入で膜スタック寿命を5年に延長。

独Lonics発電所は配水溝再設計で電流均一性を改善：電気透析装置集水槽内流量分割グリッド設置で流量偏差を15%から3%に低減；0.4mmポリエチレン分散器が水流を均等化し膜破損を防止。隔月の低圧洗浄で膜抵抗は10Ω·cm²以下を維持。ホエイ処理では仏Lactalis社がパルス電界モード（PEF 5s/5s）を採用、連続電流モード比でカルシウム除去率35.1%向上しつつ噴霧乾燥粉末の吸湿性を大幅低減。

電気透析装置市場成長率

世界の電気透析装置売上は2024年に3億8,600万ドル、2031年まで8.3%CAGRで8億8,900万ドルに成長予測。技術革新と運転経験蓄積が水処理からリチウム抽出・食品産業分野へ応用を拡大中。