膜分離バイオリアクター MBRパッケージシステム 下水廃水処理プラント
mbr膜バイオリアクターの動作原理
MBRメンブレンバイオリアクター（MBR）は、膜分離技術と生物処理技術を組み合わせた効率的な廃水処理法です。その動作原理は主に次の点に基づいています。
膜分離技術: MBR 膜は限外濾過または精密濾過膜技術によって分離され、従来の下水処理プロセスにおける二次沈殿槽や従来の濾過ユニットに代わるものです。活性汚泥や高分子有機物を効果的に捕集し、固液分離を実現する技術です。
高効率の固液分離：MBR膜バイオリアクターの高効率な固液分離能力により、排水の水質は良好となり、浮遊物質や濁度はゼロに近くなり、大腸菌などの生物汚染物質も捕捉できます。処理後の排水水質は従来の排水処理プロセスよりも明らかに優れており、効率的かつ経済的な排水資源リサイクル技術です。
処理効果の最適化：MBR膜プロセスは、膜分離技術によりバイオリアクターの機能を大幅に強化し、従来の生物処理法と比較して最も有望な新しい廃水処理技術の1つです。汚染物質の高い除去率、汚泥の膨張に対する強い耐性、安定した信頼性の高い排水品質などの明らかな利点があります。
装置の特徴：MBR膜プロセス家庭下水処理装置の特徴には、汚染物質の高い除去率、汚泥の膨潤に対する強い耐性、安定した信頼性の高い排水水質、微生物の損失を避けるための膜の機械的閉鎖、および高い汚泥濃度が含まれます。バイオリアクター内で維持されます。
MBR膜バイオリアクターは上記の原理により、効率的かつ安定した下水処理効果を実現し、家庭下水処理、産業排水処理などの分野で広く使用されています。
MBR膜バイオリアクターの構成
膜バイオリアクター (MBR) システムは通常、次の部分で構成されます。
1.取水井戸：取水井戸にはオーバーフローポートと取水ゲートが装備されています。水量がシステム負荷を超えた場合、または処理システムに事故が発生した場合は、取水ゲートが閉じられ、汚水はオーバーフロー口から近くの川または市の管網に直接排出されます。
2. グリッド: 下水には多くのゴミが含まれていることがよくあります。膜バイオリアクターの正常な動作を確保するには、あらゆる種類の繊維、スラグ、古紙、その他のゴミをシステムの外で遮断する必要があるため、グリッドを設定する必要があります。システムの前にグリッドを点検し、グリッドのスラグを定期的に清掃してください。
3.調整タンク：集められた汚水は時間の経過とともに量と水質が変化します。後続の処理システムの正常な動作を確保し、運転負荷を軽減するには、下水の量と水質を調整する必要があるため、生物処理システムに入る前に調整タンクが設計されます。調整タンクは定期的に沈殿物を掃除する必要があります。調整プールは通常、オーバーフローに設定され、負荷が大きすぎる場合でもシステムの通常の動作を保証できます。
4. 毛髪捕集器: 水処理システムでは、収集された浴槽廃水には、グリッドが完全に遮断できない少量の毛髪、繊維、その他の微細な破片が含まれるため、ポンプや MBR 反応器の閉塞を引き起こし、それによって排水量が減少します。処理効率の向上を図るため、当社製メンブレンバイオリアクターに毛捕集器を設置しました。
5. MBR反応槽：MBR反応槽では有機汚染物質の分解と泥と水の分離が行われます。処理システムの中核部分として、反応タンクには微生物コロニー、膜コンポーネント、水収集システム、排水システム、曝気システムが含まれます。
6.消毒装置：水の要件に従って、当社が製造するMBRシステムは、投与量を自動的に制御できる消毒装置を備えて設計されています。
7. 測定装置：システムの良好な動作を保証するために、当社が製造するMBRシステムは、システムのパラメータを制御するために流量計や水道メーターなどの計量装置を使用します。
8.電子制御装置：機器室に設置された電気制御ボックス。主に吸気ポンプ、ファン、吸引ポンプを制御します。制御は手動形式と自動形式で利用できます。 PLC 制御により、各反応プールの水位に応じて入口水ポンプが自動的に動作します。吸引ポンプの動作は、あらかじめ設定された時間に従って間欠的に制御されます。 MBR 反応プールの水位が低下すると、膜アセンブリを保護するために吸引ポンプが自動的に停止します。
9. 透明なプール: 水の量とユーザーのニーズに応じて。
MBR膜の種類
MBR（膜バイオリアクター）の膜は主に以下の種類に分類され、それぞれに特有の特徴があります。
中空糸膜：
物理的形状：中空糸膜は数千本の小さな中空糸からなる束構造であり、繊維の内側が液体流路であり、外側が処理される廃水である。
特徴: 面密度が高い: 単位体積あたりの膜表面積が大きいため、装置がコンパクトで設置面積が小さくなります。便利なガス洗浄：エアレーションによりフィルム表面を直接洗浄できるため、膜汚染を軽減します。
取り付けと交換が簡単: メンテナンスとアップグレードが簡単なモジュラー設計。
細孔径分布が均一で分離効果が良く、懸濁物や微生物の保持率が高い。
分類：カーテンフィルムとフラットフィルムを含み、カーテンフィルムは水中MBRによく使用され、フラットフィルムは外部MBRに適しています。
フラットフィルム：
物理的形態: 隔膜は支持体に固定されており、その両側がそれぞれ処理対象の廃水と透過液になります。
特徴：
安定した構造: 滑らかなダイヤフラム、高い機械的強度、変形しにくい、強い圧縮能力。
優れた洗浄効果：表面の洗浄は簡単で、化学洗浄や物理的こすり洗いによって汚染物質を効果的に除去できます。
耐摩耗性：長期間の使用において、フィルム表面の摩耗が少なく、耐用年数が比較的長くなっています。
固液分離に適しており、粒子の大きな懸濁物の遮断効果が特に優れています。
大規模プロジェクトに最適: モジュール設計は拡張が容易で、大規模な下水処理施設に適しています。
チューブラーフィルム:
物理的形態：膜材料は管状支持体に包まれており、廃水は管内を流れ、管壁から液体を透過します。
特徴：
強力な汚染防止能力: 内部流路設計により乱流の形成が促進され、膜表面への汚染物質の堆積が軽減されます。
優れた自浄能力: チューブ内の高速液体流により、膜表面が洗浄され、膜汚染が軽減されます。
高濃度の懸濁物質排水に適応: 高濃度の懸濁物質と繊維状物質の方が処理能力が優れています。
メンテナンスが簡単: 単一の膜コンポーネントが損傷した場合、システム全体の動作に影響を与えることなく、個別に交換できます。
セラミックフィルム：
物理的形状：無機材料（アルミナ、ジルコニアなど）を焼結した多孔質膜で、安定した剛構造を持っています。
特徴：
優れた化学的安定性：酸、アルカリ、有機溶剤、高温に耐性があり、過酷な産業廃水処理環境に適しています。
耐摩耗性、耐汚染性：膜表面が滑らかで、有機物を吸収しにくく、洗浄後のフラックス回収率が高く、長寿命です。
正確で制御可能な絞り: 高い分離精度、微細な分離と特定の汚染物質の除去に適しています。
高い機械的強度: 破損しにくく、高圧運転や頻繁な逆洗に適しています。
口径サイズによる分類:
限外濾過膜: 口径は小さく (通常 0.001 ～ 0.1 ミクロン)、主に細菌、ウイルス、コロイド、高分子有機物などを除去します。
精密濾過膜: 口径はわずかに大きく (約 0.1 ～ 1 ミクロン)、主に浮遊固体、微生物、および一部の高分子有機物を遮断します。
配置による分類:
浸漬：膜コンポーネントをバイオリアクター内の混合液に直接浸漬し、吸引またはガス抽出により透過性液体を抽出します。
外部: 膜モジュールはバイオリアクターとは別に設置されます。処理対象の液体はポンプによって加圧され、膜モジュールを通って流れます。分離された透過液と濃縮液は別々に回収される。
要約すると、MBR の膜の種類は多様で、それぞれに特徴があり、膜の選択は、特定の廃水特性、処理要件、経済予算、運転および保守条件、その他の要因によって異なります。 MBR システムの効率的かつ安定した動作を確保するには、設計者とユーザーは実際の状況に応じて合理的な選択を行う必要があります。
廃水処理におけるMBR膜バイオリアクターの役割
下水処理における MBR システムの役割は主に次の側面に反映されています。
効率的な固液分離。 MBR は膜を使用して効率的な固液分離を実現し、排水の水質を大幅に改善し、懸濁物質と濁度をゼロに近づけ、細菌やウイルスを大幅に除去します。
微生物濃度が高い。 MBR は、高濃度の活性汚泥を維持し、生物処理の有機負荷を増加させることができるため、廃水処理施設の設置面積を削減できます。
余分な汚泥を削減します。 MBRの遮断効果により、残留汚泥の発生が低減され、汚泥処理コストが削減できます。 34
アンモニア性窒素を効果的に除去します。 MBRシステムは硝化菌などの世代周期の長い微生物を捕捉し、水中のアンモニア性窒素を効果的に分解します。
スペースを節約し、エネルギー消費を削減します。 MBR システムは、効率的な固液分離とバイオ濃縮により、処理ユニットの水力滞留時間が大幅に短縮され、それに応じてバイオリアクターの設置面積が減少し、処理ユニットのエネルギー消費量もそれに応じて減少します。膜。
水質を改善します。 MBR システムは、より厳しい排出基準または再利用要件を満たす高品質の排水を提供します。
要約すると、MBR膜バイオリアクターは、効率的な固液分離、微生物濃度の増加、残留汚泥の削減、アンモニア性窒素の効果的な除去、スペースの節約、エネルギー消費量の削減など、下水処理において重要な役割を果たします。効率的で経済的な下水です。資源技術。
MBR膜の応用分野
1990年代後半、メンブレンバイオリアクター（MBR）が実用化段階に入りました。現在、メンブレンバイオリアクター（MBR）は以下の分野で広く使用されています。
1. 都市下水処理と建物内水再利用
1967 年に、MBR プロセスを使用する廃水処理プラントが米国の企業によって建設され、14 m3/日の廃水を処理しました。 1977年、日本の高層ビルで下水再利用システムが実用化されました。 1990年代半ばには、日本では最大500㎥/日の処理能力を持つこのようなプラントが39基稼働しており、100棟以上の高層ビルが下水を処理して中水路に戻すためにMBRを使用していた。
2. 産業排水処理
1990年代以降、MBR処理対象は拡大を続け、水の再利用、し尿処理に加え、食品工業廃水、水産加工廃水、養殖廃水の処理など、産業廃水処理におけるMBRの応用も広く注目されています。 、化粧品製造廃水、染料廃水、石油化学廃水などで良好な処理結果が得られています。
3. 微量汚染された飲料水の浄化
農業における窒素肥料や殺虫剤の広範な使用により、飲料水も程度の差はあれ汚染されています。 1990年代半ばに、同社は生物学的窒素除去、殺虫剤吸着、濁度除去の機能を同時に備えたMBRプロセスを開発しました。排水中の窒素濃度は0.1mgNO2/L未満であり、農薬濃度はより低くなります。 0.02μg/L以上。
4. ふん尿処理
糞便下水中の有機物含有量は非常に高く、従来の脱窒処理法では高い汚泥濃度が必要であり、固液分離が不安定であるため、三次処理の効果に影響を及ぼします。 MBRの登場によりこの問題は見事に解決され、糞便下水を希釈せずに直接処理することが可能になりました。
5. 埋め立て地/肥料浸出水処理
埋立地/堆肥浸出水には高濃度の汚染物質が含まれており、その水の質と量は気候条件や運転条件によって異なります。 MBR技術は、1994年以前は多くの下水処理場で使用されていました。MBR技術とRO技術を組み合わせることで、SS、有機物、窒素だけでなく、塩分や重金属も効果的に除去できます。 MBR は、天然に存在する細菌の混合物を使用して浸出水中の炭化水素と塩素化化合物を分解し、従来の廃水処理装置よりも 50 ～ 100 倍高い濃度で汚染物質を処理します。この処理効果の理由は、MBR が高効率の細菌を保持し、細菌濃度 5000g/m2 を達成できるためです。フィールドパイロットテストでは、入口液のCODは数百～40000mg/Lであり、汚染物質の除去率は90％以上です。
MBR膜の開発見通し:
主要な分野と応用の方向性
A. 既存の都市下水処理場、特に排水の水質が基準を満たすことが困難であるか、処理流量が大幅に増加し面積を拡張できない浄水場の更新。
B. 住宅地、観光地、景勝地など、排水網の整備されていない住宅地。
C. ホテル、洗車場、旅客機、移動トイレなど、下水の再利用が必要な地域や場所では、床面積が小さく、機器がコンパクトで、自動制御、柔軟性、利便性などのMBRの特性が最大限に発揮されます。 。
D. 高濃度、有毒、分解が難しい工業廃水処理。紙、砂糖、アルコール、皮革、合成脂肪酸、その他の産業は、共通の点源汚染です。 MBRは、従来の処理プロセスでは基準を満たせない排水を効果的に処理し、再利用を実現します。
E. 埋め立て浸出水の処理と再利用。
F. 小規模下水処理場（ステーション）の適用。膜技術の特性は小規模下水の処理に非常に適しています。
膜生物反応器（MBR）システムは、その清潔で透明かつ安定した水質により、廃水処理および廃水再利用の新しい技術の1つとなっています。今日の水環境基準がますます厳しくなる中、MBR はその大きな開発可能性を示しており、将来的には従来の廃水処理技術に代わる強力な競争相手となるでしょう。