膜ろ過設備とは

膜ろ過設備とは

膜ろ過とは凝集・沈殿・砂ろ過と言った従来のプロセスに対し、コンパクト化を図り、処理能力アップを図ったものなので、水質に関しても細菌・クリプトスポリジウムなどの原虫類を取り除き、安全な水を安定的に供給するシステムとして開発されたものです。それぞれの状況に応じてMF膜（精密ろ過膜）やUF膜（限定ろ過膜）などを組み合わせることもできるでしょう。

膜ろ過設備の仕組み

膜ろ過においては、目に見えないほど小さな穴が空いている膜を用いることで、水の中に含まれるミネラルなどの成分を残し、濁りなどの不要な成分を除去することが可能です。

たとえば汚れがついた製品をザルの中に入れて水で洗う際、細かな汚れの粒子はザルの網目から通り抜けるでしょう。しかしザルの目より大きな粒子は中に留まるため、汚れと製品を分けることができます。この仕組みを利用したのが膜ろ過システムです。

膜の中にある穴が小さいほどろ過後の水に含まれる不純物は少なくなります。ただ膜を通過させるためには大きな水圧をかけなければならず、その分大きなエネルギーが必要です。

膜ろ過設備は使用する膜によって、大きく4種類に分けられます。

• MF膜（精密ろ過膜）：主に水の中に含まれる細菌類や濁りの除去に使用する0.1µm～1µmの範囲の粒子や高分子を取り除くための膜
• UF膜（限外ろ過膜）：主に水の中に含まれる細菌類や濁りの除去に使用する0.1µm～2nmの範囲の粒子や高分子を取り除くための膜
• NF膜（ナノろ過膜）：2nmより小さい粒子や高分子を阻止する液体分離膜。高分子膜、無機膜があり、水の中に溶け込んでいるミネラルやイオンの除去に使用される
• RO膜（逆浸透膜）：主に塩類の分離除去（脱塩）に使用する液体分離膜。海水淡水化、無機塩の分離などに用いられる

NF膜・RO膜は非常に小さな穴になっているので、多くの不純物を含む水を流せば詰まりやすいというデメリットも。そのためNF膜・RO膜の前の段階でMF膜・UF膜を設置して、あらかじめサイズの大きな不純物を取り除く方法が一般的です。

排水処理では基本的に細菌類・ウイルスなどを取り除いていれば問題ないとされています。例として東京都の水道局にある膜ろ過施設ではMF膜・UF膜を用いているようです。

膜ろ過設備の種類と原理

膜ろ過設備では主に3つの方法が用いられています。

• 膜形式
  中空糸UF膜と呼ばれる、糸の中が空洞状になった膜を何本も束ね、円筒状の容器に収納したモジュールです。小さな容器に収まっているにも関わらず、巨大な膜の面積を確保することができるため省スペース化が可能。
• 通水方式
  基本的には内圧通水方式を指し、中空糸膜の内側に原水を流して外側にろ過水を流す仕組みになっています。膜面が均一に用いられるので、非常に効率的にろ過水を得やすいのがメリットです。
• 洗浄方式
  逆洗方式を指し、膜ろ過水を通水する時とは反対の方向に流すことによって、膜の面に付着する物質を取り除きます。流量や設備にもよりますが、膜面に付着した物質を完全に取り除くことが可能です。

膜ろ過設備に関する疑問

ここでは膜ろ過設備に関する疑問について、いくつか紹介します。

ろ過膜の保管方法とは？

屋内で保管するようにしましょう。また製品を損傷させない、水漏れがないかどうか定期的にチェックが必要です。基本的に新しい膜カートリッジには親水化剤が塗布してあるため、購入後そのまま使用できます。

設備を導入する際にアドバイスなどはもらえますか？

設備を導入する場合は、要望に合わせて適切な膜ろ過設備がどのようなものかアドバイスしてくれる業者がほとんどです。そのため買い替えや交換などは膜ろ過設備を取り扱っている業者に一度相談しましょう。

膜処理を行うメリットとは？

メリットは病原性大腸菌やSSなどを含まない処理水ができる点です。トイレの洗浄水として活用する方法やリネンサプライ業などの工程水での再利用ができるので、上下水費用の節約にもつながるでしょう。ほかにもメンテナンスがしやすい、沈殿槽・汚泥濃縮槽が不要、設備がコンパクトになるといったメリットも挙げられます。