統合型膜水処理システム：構造、用途、利点

統合型モジュールシステムは、様々な水処理コンポーネントを単一の完全なシステムに組み合わせたものです。

統合型膜システムは、ろ過、分離、ポンプ、制御装置を個別のユニットとして追加して設計されるものではありません。むしろ、流入水、要求される処理水質、および現場の状況に合わせて設計されます。

このプロセスは、廃水処理、海水淡水化、および／または水の再利用を必要とする、スペースが限られたプロジェクトに適しています。ただし、各プロジェクトごとに膜の配置は一律ではありません。

適切な膜技術は、原水、処理要求、および処理後の水質によって決定されます。

統合型膜水処理システムとは何ですか？

統合膜システムとは、処理プロセスを実行するための構成要素を含む膜装置のシステムである。

処理工程は、限外ろ過（UF）、膜バイオリアクター（MBR）、ナノろ過（NF）、逆浸透（RO）、またはこれらの異なる技術の組み合わせで構成することができる。

装置は、スキッドマウント式またはその他のプレハブ式システムとして設計できます。主要コンポーネントは工場で事前に組み立てられるため、輸送、設置、および現場での調整作業が軽減されます。

QILEEでは、UF、MBR、NF、ROを備えた膜ベースの構成が利用可能です。統合型モジュールシステム様々な自治体および産業の処理ニーズに対応します。

統合型膜システムはどのように構成されているのか？

処理手順の順序は水源と目的とする処理によって異なりますが、ほとんどの浄水システムにはいくつかの基本的な機能が備わっています。

前処理

膜の性能に影響を与える可能性のある、上流側に存在する固体や油、スケール物質、その他の状態は、スクリーニング、ろ過、化学薬品、またはその他の前処理プロセスによって制御できます。

膜分離

選択された膜は、一次分離プロセスを実行します。懸濁物質、大腸菌群、および微生物は、限外ろ過（UF）によって除去できます。膜分離法（MBR）は、膜分離を利用した生物学的廃水処理システムです。ナノろ過（NF）は、特定の溶解塩を選択的に除去し、軟水化をサポートする一方、逆浸透（RO）は、より広範囲の溶解塩を除去します。

ポンプと制御装置

ポンプは流量と圧力を供給するために使用され、バルブ、センサー、制御盤、計器類はプロセスを制御するために使用される。

清掃と保護：

膜技術によっては、汚染を抑制し性能を確保するために、逆洗、エア洗浄、化学洗浄などのメンテナンス作業が必要となる場合があります。

どの膜技術を用いるべきか？

膜の選定においては、まず治療上の問題点を考慮し、装置名にこだわるべきではない。それぞれの技術には異なる役割がある。

UFはROの前段で使用して供給水の水質を向上させることができ、MBRは廃水処理プロセスに生物処理と膜分離を組み込むことができる。

最適な配置は、給水の水質、流量、望ましい水質、汚染の可能性、運転条件、および用途によって決定されます。

一体型膜システムはどこで使用されていますか？

統合型膜システムは、様々な水処理および廃水処理用途に利用できる。

都市の上下水道：膜処理は、下水の処理と再利用、水の浄化などに利用できます。特に、単一の処理システムで生物処理と膜分離の両方が必要な場合、MBR（膜分離活性汚泥法）の適用が重要となります。

プロセス廃水：工業プラントでは、プロセス廃水、処理が困難な廃水、または再利用用水を処理する必要が生じる場合があります。膜の組み合わせは、汚染物質の種類と、排出または再利用後の水質によって決定されます。

脱塩： RO（逆浸透）は、塩分除去において溶解塩を除去する必要がある場合に用いられます。原水の状態によっては、ROの前にUF（限外ろ過）などの前処理を追加することも可能です。

水の再利用：廃水を特定の水再利用要件を満たすように処理する必要がある場合は、生物処理、ろ過、溶解性固形物除去を含む統合処理システムを使用できます。

スペースが限られたプロジェクト：固定式の処理施設の設置が困難な地域では、プレハブ式およびコンテナ式のシステムが有効な場合があります。QILEE社は、水の再利用、海水淡水化、産業廃水処理向けに、20フィートおよび40フィートのコンテナ式処理ソリューションを提供しています。

主なメリットは何ですか？

より迅速なサイト設置

機器の組み立てや統合作業の多くは、プレハブ工法を用いることで、納入前に完了させることができます。これにより、プロジェクト現場での機械工事や電気工事を削減し、設置作業を容易にすることができます。

より効率的な空間利用

処理機能を統合したモジュールに組み合わせることで、機器設置に必要なスペースを最小限に抑えることができます。これは、プラントの改修、遠隔地のプラント、および限られたスペースでの運用に役立ちます。

容量拡張が容易

当初の設計によっては、需要の増加に応じて追加のモジュールや容量を検討することも可能です。

利用可能なスペース、設備、ポンプ能力、制御システムは、後から追加できるものに影響するため、将来の拡張計画の初期段階で検討すべき事項である。

より一貫性のある組み立て

配管、電気機器、計器、ポンプ、膜装置は、工場内の管理された環境下で製造できます。出荷前の試験と検査は、設置前の統合段階で発生する問題を発見するのに役立ちます。

システムを選ぶ前に、購入者は何をチェックすべきでしょうか？

統合型膜システムの選定において、処理能力だけを基準にするのは不十分です。購入者は、特定の構成を要求する前に、処理ニーズを明確にすることが重要です。

重要な情報は以下のとおりです。

• 給水および水質データの出典情報は、研究所から提供されたものです。
• 平均流量と最大流量
• 処理水に必要な水質
• 再利用、排出、またはプロセス適用後の意図された用途。
• 前処理要件
• 適切な膜技術
• 運転条件
• 清掃およびメンテナンスに関する要件。
• 設置面積と利用可能な公共設備接続状況。
• 設置条件
• 将来の拡張要件

この情報は、膜分離処理を1段階で行うだけで十分なのか、それとも複数の技術を組み合わせる必要があるのか​​を判断するのに役立ちます。工業用途においては、排水の特性や流量によって処理方法が施設ごとに異なる場合があるため、水質検査は特に重要です。

統合的なアプローチはどのような場合に有効なのか？

複数の治療ニーズを協調的かつ統合的に満たす必要がある場合、複合膜アプローチが有効である。

ある事例では、廃水再利用プロジェクトにおいて、膜ろ過の前に生物処理を行い、さらに別の溶解性固形物除去システムを導入することがある。脱塩プロジェクトでは、逆浸透（RO）の前に前処理が必要となる場合がある。いずれの場合も、統合とは各処理段階や関連機器を独立したシステムとして扱うのではなく、処理プロセス全体と機器を連携させることを指す。

システム計画は、水質目標、処理能力、敷地の制約、維持管理上の考慮事項、および将来のニーズを考慮に入れ、処理全体の目標に基づいて策定されるべきである。

結論

1統合型膜水処理システム膜処理、ポンプ、制御装置、前処理、配管、およびメンテナンスから構成される、連携したユニットである。

UF、MBR、NF、ROはそれぞれ異なる処理機能を果たすため、普遍的な膜構成は存在しません。適切な構成は、原水、流量、目標とする水質、設置場所の特性、および水の用途によって異なります。

購入希望者にとって最初のステップは、処理要件を明確にすることです。水源、汚染物質、流量、目標水質、利用可能なスペース、将来の処理能力要件を把握することで、システムにどのような膜分離段階を含めるべきかを決定するのに役立ちます。