より良い廃水処理のための新しい膜

シンガポール工科大学と地元の新興企業SideStroem Water Technologiesとのコラボレーションは、工業用水のリサイクル用に実験室規模のナノろ過タイプの正浸透膜を最適化することを目的としている。

AsianScientist (2023 年 3 月 1 日) — 人口増加と工業化とともに、水不足は世界的な問題のリストのトップにあります。 この問題を軽減する 1 つの方法は廃水の再生利用であり、シンガポールの NEWater プロセスは優れた例となっています。 残念ながら、将来の水の持続可能性の目標を考慮すると、産業規模の廃水リサイクルプロセスは現在不十分です。

繊維産業や皮なめし産業で最も頻繁に使用される廃水処理方法はナノ濾過です。これは、貴重な塩を保持しながら、高い水圧を使用して水を膜に通過させます。

しかし、高い水圧は膜の深刻な汚れ、つまり膜表面への粒子の堆積を引き起こし、膜の細孔の閉塞を引き起こします。 目詰まりのため、頻繁な洗浄サイクルとメンブレンの交換が必要になります。 したがって、システムを安定して動作させるには、高価で面倒な前処理技術が必要です。

現在の工業用水のリサイクルは非効率であるだけでなく、環境にも有害です。

「廃水廃棄物の大部分は通常、焼却に送られます。 理論的には、1トンの廃水を焼却するには約620キロワット時のエネルギーを費やす必要があり、これは二酸化炭素266キログラムに相当します」とシンガポール工科大学食品・化学・バイオテクノロジークラスターのZuo Jian准教授は述べた。 （座る）。

エネルギーコストの上昇と現在の方法による環境への悪影響により、廃水リサイクルの代替ソリューションを見つけることが急務となっています。

Zuo 准教授と SideStroem Water Technologies (SideStroem) との協力を通じて、廃水処理のための新しい順浸透 (FO) 技術が開発され、産業規模での使用に最適化されています。 このプロジェクトは、SIT (同国の応用学習大学) の膜ろ過における研究能力と、FO プロセスにおける SideStroem の実績を組み合わせたものです。

「正浸透は汚れが少ない傾向があるため、従来のナノ濾過に関連する問題を軽減するのに役立ちます。 FO 膜は、廃水の汚れが多い場合でも動作の安定性を維持できます。 そのため、高価な前処理プロセスを回避できます」とZuo准教授は説明しました。

実際、FO は産業排水処理で人気を集めていますが、それには十分な理由があります。 ナノ濾過とは異なり、FO は外部圧力を必要としないため、エネルギー消費が少なくなります。 汚れがつきにくいことに加えて、圧力や熱に敏感な溶液にも適しています。

さらに、SideStroem は、廃水流から水と一価塩の両方を選択的に回収してリサイクルできる特殊なナノ濾過タイプ (NF タイプ) FO 膜を製造しました。

Zuo 准教授との共同研究により、膜に関して大きな進歩が見られました。 これらには、市販の FO 膜と比較して、一価イオンに対する低い阻​​止率を維持しながら二価イオンに対する高い阻止率 (99 パーセント以上)、一価溶質の 50 倍高い抽出率、および 3 倍高い純水透過性が含まれます。

これらの特徴を考慮して、Zuo 准教授は、従来のナノ濾過技術に対する FO の 2 つの重要な利点を強調しました。

「FO はより高い水回収率を達成でき、汚れの多い用途において高性能の回復力と動作安定性を実証し、大規模な前処理プロセスの必要性を軽減します。」

このような技術は、廃水処理の運用コストを削減しながら、回収される資源の収量を増加させるという大きな利点をもたらします。これは現在の処理方法に比べて大幅な改善です。