先進の膜プロセスを用いた新しい廃水処理システム

水の保全と保全に対する状況はますます厳しくなっています。 水供給の不足、水質の低下、場合によっては水へのアクセスが完全に失われることが、世界中でますます一般的になってきています。 残念ながら、これらの水問題はもはや発展途上国や乾燥地域だけのせいではなく、干上がった湖底、崩壊して枯渇した帯水層、かつての目的地に流れなくなった川などの形で、今や誰もが目にし、感じることができるようになりました。 。 UN-Water によると、2025 年までに 18 億人が絶対的な水不足で暮らすことになるでしょう。1 カリフォルニアでは、2022 年には農地への水の供給コストが 10 倍も増加しました。2 熱帯雨林に指定されているカナダのブリティッシュ コロンビア州では2022 年の秋には厳しい干ばつ制限下に置かれ、3、2017 年に南アフリカのケープタウンは「デイ ゼロ」、つまり貯水池が実質的に枯渇し、政府が断水せざるを得なくなった日を迎えました4。

2022 年にテスラが水制限のために電気自動車 (EV) 計画を停滞させたとき、欧州ですら製造業に障壁が生じています。5 水不足は工業製造、輸送、さらには食糧安全保障を含むいくつかの部門に大きな脅威となっています。 水不足がさらに深刻化した場合、人々と産業はそれを求めて競争し始めるのでしょうか、あるいはさらに悪いことに、それを求めて争うことになるのでしょうか? 私たちがこの角を曲がろうとするなら、水をより適切に管理し始める必要がありますが、それよりも重要なこととして、水を資源として評価し始める必要があります。 工業プロセスの場合、水を再利用できるかどうかが、経済的で持続可能な操業を続けるか、水がないために廃業するかの違いとなる可能性があります。 節水の強化により、廃水処理に新しい方法を採用する必要性が浮き彫りになり、その中に含まれる貴重な水を抽出、浄化して工業プロセスに戻して再利用したり、帯水層の涵養や埋め戻しのために環境に戻したりすることができます。給水の様子。

水不足の問題には解決策があります。 水ストレスの軽減には複数の面での取り組みが必要ですが、その戦場の一つは水の産業利用と再利用に焦点を当てているでしょう。 世界では、毎年 3,590 億立方メートルの産業廃水が発生しており、処理されているのはわずか約 50% です6。最小限のエネルギー要件でコスト効率よく水を回収することは、現在利用可能なより高度な技術を使用することで達成可能です。 既存のプラントの場合、既存の廃水処理プロセスをアップグレードまたは変更することは、本質的に、プラントに入る水を無期限に再利用できることを意味し、一度の購入でプラントのリソースとなる可能性があります。 この一例として、ロレアル グループは、2030 年までに自社の工業プロセスで使用される水の 100% を継続的な水ループでリサイクルし、再利用することを約束しました。7

過去数十年にわたって、産業的に汚染された廃棄物の流れを処理するための技術と方法の進歩がより頻繁に現れています。 これらの進歩の中で最も顕著なのは、従来の廃水処理プラントを高度な持続可能な再利用施設に移行できる膜ベースの新しい技術の出現です。 膜技術の中で最も成熟しているのは逆浸透（RO）で、市場規模は 2025 年までに 135 億ドル、年平均成長率（CAGR）は 8.7% になると予測されています8。この市場の成長は、部分的には水不足によって促進されており、工業廃水や都市廃水の用途、さらに最近では、飲料水の需要を満たすために建設される淡水化プラントの増加による塩水管理の処理義務が課せられています9。

より多くの水の必要性と需要は、新しい膜技術の開発やその他の技術の進化につながりました。 最近の膜技術の開発には、浸透圧補助逆浸透 (OARO)、閉回路逆浸透 (CCRO)、膜蒸留 (MD)、および正浸透 (FO) が含まれます。 FO は、過去 15 年間の化学と材料科学の進歩によってのみ実現された技術進化の好例です。 FO は、新たに商品化された水選択膜と新しい熱分解ドロー ソリューション (TDS) の使用を通じてこれらの進歩を活用し、より低いエネルギーでより高い水回収率を実現しました。 これらの進歩の最終結果は、「ドロー」溶液に含まれる自由浸透エネルギーを使用して廃水から大量のきれいな水を抽出および回収できることです。 歴史的に、FO 技術の商業化における課題は、最小限のエネルギー需要で簡単に再生できる、経済的に実行可能な描画ソリューションを特定することでした。 熱分解描画ソリューションを選択して使用することで、この課題を解決できます。 FO 熱分解ドロー ソリューションは、浄水の抽出と生産に関して、従来の熱蒸発 (TE) に比べて 40 ～ 50% のエネルギー削減を実現できます。10 FO は TE よりも使用するエネルギーが少ないため、二酸化炭素排出量がはるかに小さいことが証明されています。環境、社会、ガバナンス (ESG) 評価の向上を目指す企業にとって有益です。 さらに、FO は圧力ではなく浸透エネルギーを使用して半透膜を介して水を引き込むため、固体の圧縮/圧縮、細孔の閉塞、不可逆的なフラックス損失など、RO 操作に関連する一般的な課題/問題が排除または最小限に抑えられます。 FO の堅牢な運用性質。