MBRろ過原理
MBR(膜分離活性汚泥法)は、従来の沈殿槽に代わる、生物学的分解(活性汚泥法)と膜分離を統合し、効率的な固液分離を実現する革新的な水処理技術です。そのろ過原理は、以下の側面から理解できます。
膜構造と分離機構
MBR 膜には主に 2 つのタイプがあります。
● フラットメンブレン:プレート形状で、小規模用途に適しています。
● 中空糸膜:単位体積あたりの比表面積が大きい中空の繊維構造で、家庭用浄水器に広く使用されています。
分離プロセスは膜の「微多孔構造」に依存しています。
● 水分子と小さな溶質は膜の細孔を通過しますが、より大きな粒子(活性汚泥、浮遊物質など)は保持されます。
● MBR膜の孔径は通常約0.1μm(一部はより小さい)で、微生物や浮遊不純物を効果的に除去できます。
濾過モードとシステム操作
MBR は主に 2 つのモードで動作します。
● 水頭圧(HHP):供給水側と透過水側の圧力差を利用してろ過を駆動します。
● ポンプ吸引:ポンプを使用して膜を通して水を吸引します。低圧システムに適しています。
運転中は、通気が行われることがよくあります。
エアレーションにより膜繊維が振動し、ファウリング(膜表面への汚泥の堆積)を防ぎ、安定したろ過を実現します。
生物反応器との統合
MBR は、生物学的分解 (リアクター内) と膜分離を組み合わせたものです。
生物反応槽では、微生物が有機汚染物質を分解します。その後、膜ろ過によって微生物と浮遊物質が除去され、高品質の処理水が生成されます。
要約すると、MBR は、サイズによる分離が可能な微多孔膜の能力を活用し、生物学的処理と物理的分離を統合し、曝気を利用して膜の性能を維持し、最終的に効率的な廃水浄化を実現します。