排水処理

■ 膜濾過処理・バイオリターン処理について
	地球の温暖化、更に工業化社会が進む中、水資源の枯渇、水質の悪化が重大な問題となり、飲料水、工業用水や農業用水の水資源の確保・利用技術が重要な課題となって来ています。弊社では、水に関する問題解決について、長年の排水処理設備の設計及び施工を実施して来た経験を生かし、水環境の問題を抜本的に改善するものとして、膜分離技術に着目し、膜による排水処理装置の開発を進めてまいりました。今回、MF膜による排水分離装置の開発に成功致しましたので、広く使っていただきたく、新技術と装置についてご案内致します。
	最近では、機能性濾過膜が開発され、活性汚泥を直接濾過する方式に移行して来ております。国内では、食品工場、合併浄化槽、及び農業集落排水等の小規模な産業排水において、小型の膜分離装置が 800ヶ所以上稼働している状況です。今後とも、管理面、効率性などの点から、膜濾過による処理は大きく伸びることが期待されます。この膜分離方式による技術のキーポイントは、分離膜の性能と活性汚泥処理が健全に働くようにする運転技術にあります。

	活性汚泥は 3,000～10,000(mg/l) と極めて高濃度の溶液である事と、微生物の生育に充分な酸素の供給、及び分離膜への付着閉塞防止のため、大量の空気による曝気運転を行っています。この為、膜の表面では連続的に気泡と汚泥が流れ、汚泥が付着・閉塞しないような条件で運転されています。この様な運転条件であるため、分離膜には汚泥に対する耐摩耗性が要求されます。また、分離膜の目詰まりで濾過性能が低下した場合、酸、アルカリや塩素などで洗浄するため、化学的な耐久性も必要となります。

膜の特性

（１）	従来の処理方式では、排水中の有機物を微生物が分解し（活性汚泥法）、浄化された水を消毒して放流しています。近年、放流水の質向上や、処理効率の向上、再生・再利用が必要とされ、これに対応する物として、膜処理設備が増大して来ています。
（２）	膜分離処理では、活性汚泥を濾過する分離膜の濾過性能の維持が非常に重要です。活性汚泥は3,000～10,000（mg/l）と極めて高濃度であるため、分離膜に求められる性能として、汚泥に対して目詰まりしにくい特性や、強度の化学的・物理的耐久性が必要となっています。
（３）	膜濾過装置においては、高濃度の活性汚泥を膜モジュール間の狭い部分を通過させるため、汚泥の閉塞が生じやすくなります。汚泥の閉塞対策のため、膜の物性のみならず、膜分離装置内の構造面についても大幅に見直しを行い、閉塞を生じないような構造、曝気条件が得られるような設計を行っています。活性汚泥は 3,000～10,000(mg/l) と極めて高濃度の溶液である事と、微生物の生育に充分な酸素の供給、及び分離膜への付着閉塞防止のため、大量の空気による曝気運転を行っています。この為、膜の表面では連続的に気泡と汚泥が流れ、汚泥が付着・閉塞しないような条件で運転されています。この様な運転条件であるため、分離膜には汚泥に対する耐摩耗性が要求されます。また、分離膜の目詰まりで濾過性能が低下した場合、酸、アルカリや塩素などで洗浄するため、化学的な耐久性も必要となります。
（４）	化学的・物理的耐久性に優れたテフロン（PTFE)を膜素材として選定し、さらに膜の基材としてポリエステル繊維をベースとする濾紙を採用しました。
（５）	テフロン膜の微細孔径は約0.2μm、膜モジュールは平板構造とし、曝気の気泡が効率的に流れる断面構造となっています。

	膜による分離処理のメリット
	（１）従来の凝集・沈殿法よりも短時間で、水の分離が出来る（２）処理装置がコンパクトに出来る（３）排水の水質が向上する（４）処理能力・水量がアップする（５）メンテナンスが容易なため、管理維持に手間が掛からない（６）処理水を再利用することが可能（７）排水の水質が安定する
	従って、従来の排水処理設備の水分離設備を膜濾過方式に置き換えれば、少ない面積で従来と同じ量が処理出来る事になります。標準的な水質であれば、既存の凝集・沈殿装置を、膜分離装置に置き換える事で、同一面積で２倍の処理能力を持った設備にする事も可能となります。