ちょっと、そこ！ MBRの中空繊維膜のサプライヤーとして、私はこれらの膜の微生物接着に伴う課題を直接見ました。首のバイオリアクター（MBR）システム全体を台無しにし、その効率と寿命を減らすことができるため、首の本当の痛みです。したがって、このブログでは、MBRの中空繊維膜の微生物接着能力を改善する方法に関するいくつかのヒントを共有します。
微生物接着の問題を理解する
まず、微生物の接着がそんなに大したことである理由について話しましょう。細菌や菌類のような微生物は、中空の繊維膜の表面に固執するのが大好きです。彼らがそこにいると、彼らはバイオフィルムを形成します。これらのバイオフィルムは、微生物が保護されており、成長して増殖することができる小さな微生物都市のようなものです。そして、彼らが成長するにつれて、彼らは膜の細孔を詰まらせることができ、水が通り抜けるのが難しくなります。これにより、膜の透過性が低下し、MBRシステムの動作圧力が増加します。
微生物の接着に影響を与えるいくつかの要因があります。疎水性、電荷、粗さなど、膜の表面特性が大きな役割を果たします。微生物は、表面上の非極性基と相互作用できるため、疎水性表面により簡単に付着する傾向があります。充電された表面は、自分の充電に応じて微生物を引き付けたり、撃退したりすることもあります。粗い表面は、微生物が付着する場所を増やします。
膜表面を変更します
中空繊維膜の微生物接着能力を改善する最も効果的な方法の1つは、表面を修正することです。これに使用できるいくつかの方法があります。
抗菌剤とのコーティング
膜表面に抗菌剤を覆うことができます。これらの薬剤は、膜表面の微生物の成長を殺したり阻害したりする可能性があります。たとえば、銀ナノ粒子は抗菌特性でよく知られています。膜に銀ナノ粒子をコーティングすると、銀イオンが放出され、微生物の細胞壁に浸透し、通常の機能を破壊します。
別のオプションは、四級アンモニウム化合物（QACS）を使用することです。これらの化合物には正電荷があり、微生物の負に帯電した細胞膜と相互作用し、破裂することがあります。膜をQACSでコーティングすると、微生物の接着が大幅に減少する可能性があります。
親水性表面の作成
先に述べたように、微生物は疎水性表面により簡単に貼り付ける傾向があります。したがって、膜に親水性表面を作成すると、微生物の接着を減らすことができます。これを行うには、親水性ポリマーを膜表面に移植することで行うことができます。たとえば、ポリエチレングリコール（PEG）は、膜に移植できる親水性ポリマーです。 PEGチェーンは、膜表面に水和層を作成します。これは、微生物が付着するのを防ぐための物理的障壁として機能します。
また、親水性表面で設計された市販の膜もあります。たとえば、UF超高ろ過膜比較的親水性表面があり、微生物の接着を減らすのに役立ちます。
表面粗さの修正
膜表面を滑らかにすると、微生物の接着も減少する可能性があります。滑らかな表面には、微生物が付着する場所が少なくなります。血漿処理などの技術を使用して、膜の表面粗さを修正できます。血漿処理は、表面の不規則性を刻み、表面をより滑らかにすることができます。
膜材料の変更
膜材料の選択は、抗菌薬の接着能力にも大きな影響を与えます。一部の材料は、他の材料よりも微生物の接着に対して自然に耐性があります。
親水性膜材料の使用
より親水性に作られているフッ化物ビニリデン（PVDF）などの親水性膜材料が良い選択になる可能性があります。これらの材料は、疎水性材料と比較して微生物接着の傾向が低いです。表面に水和層を形成することができ、微生物が表面に近づくのを防ぎます。
代替膜材料の探索
また、抗菌接着の観点から有望を示すいくつかの代替膜材料もあります。たとえば、廃水処理のための中空繊維PTFE膜ポリテトラフルオロエチレン膜ユニークなプロパティがあります。 PTFEは非常に安定した材料であり、適切な表面修飾により、良好な微生物接着特性を持つことができます。
別のオプションはですセラミック超固定膜。セラミック膜は一般に、化学的および生物学的分解により耐性があります。それらは滑らかで密な表面を持っているため、微生物が付着するのが難しくなります。
動作条件の最適化
膜自体の変更に加えて、MBRシステムの動作条件を最適化して微生物の接着を減らすこともできます。
飼料水質を制御します
飼料水の品質は、微生物の接着に大きな影響を与える可能性があります。飼料水に高濃度の有機物と栄養素が含まれている場合、微生物に優れた食物源を提供します。そのため、飼料を処理して、できるだけ多くの有機物と栄養素を除去することができます。これにより、MBRシステムの微生物の成長速度が低下し、膜への接着を減らすことができます。
曝気率を調整します
MBRシステムでは、適切な曝気が重要です。曝気速度が高いと、システムに乱流が増加する可能性があり、膜表面に付着しようとしている微生物を切断するのに役立ちます。ただし、システムのエネルギー消費を増加させる可能性があるため、我々はそれを終わらせないように注意する必要があります。
結論
MBRの中空繊維膜の微生物接着能力を改善することは、MBRシステムの効率的かつ長期的な動作に不可欠です。膜表面を変更し、適切な膜材料を選択し、動作条件を最適化することにより、微生物の接着を大幅に減らし、膜の性能を向上させることができます。
あなたがMBRの高品質の中空繊維膜の市場にいるなら、私たちは助けにここにいます。私たちは、上記のものを含む幅広い膜を提供し、優れた微生物接着特性を備えています。少量の廃水処理プロジェクトや大規模な産業用途を扱っているかどうかにかかわらず、私たちはあなたに適したソリューションを持っています。もっと学ぶことに興味がある場合、または調達ディスカッションを開始したい場合は、お気軽にご連絡ください。
参照
- Liu、Y。、＆Yang、F。（2016）。廃水処理のための膜バイオリアクターのファウリング制御のための戦略。化学協会のレビュー、45（16）、4472-4496。
- Zhang、X。、およびHuang、X。（2018）。抗バイオフーリングのためのポリマー膜の表面修飾。ポリマーサイエンスの進歩、80、1-36。
- Judd、S。（2016）。 MBRブック：水および廃水処理における膜バイオリアクターの原理と応用。エルゼビア。