膜バイオリアクター（MBRS）の中空繊維膜の性能を測定することは、効率的な廃水処理プロセスを確保するために重要です。 MBRSの中空繊維膜のサプライヤーとして、私は正確なパフォーマンス評価の重要性を理解しています。このブログでは、これらの膜の性能を測定するために使用される重要なパラメーターと方法について説明します。
1。キーパフォーマンスパラメーター
1.1透過性
透過性は、中空繊維膜の最も重要な性能指標の1つです。これは、膜が特定の圧力差の下で水の通過を可能にする能力を表しています。透過性が高いということは、より多くの水が特定の時間に膜を通過できることを意味します。これは、高いスループット廃水処理を達成するために不可欠です。
透過性（LP）は通常、次の式を使用して計算されます。
[lp = \ frac {j} {\ delta p}]
ここで、（j）はフラックス（単位時間あたり単位面積あたりの膜を通る水の体積）と（\ delta P）は膜貫通圧です。透過性の単位は通常、（l/（m^{2} \ cdot h \ cdot mpa））です。
1.2拒否率
拒絶率は、懸濁した固形物、細菌、いくつかの溶解した有機物などの特定の汚染物質を保持する膜の能力を測定します。これは、膜によって拒否される飼料溶液中の特定の汚染物質の濃度の割合として定義されます。
拒否率（（r））は、式を使用して計算できます。
[r = \ left（1- \ frac {c_p} {c_f} \右）\ Times100％]
ここで、（c_p）は透過性の汚染物質の濃度であり、（c_f）は飼料の汚染物質の濃度です。
1.3ファウリング抵抗
ファウリングは、MBR運用における大きな課題です。汚染物質が膜表面またはその細孔内に蓄積し、膜の透過性を低下させ、膜貫通圧を上げると発生します。ファウリング抵抗は、膜の反乱能力を評価するための重要なパラメーターです。
ファウリング抵抗（（R_F））は、膜貫通圧またはフラックスの変化を時間の経過とともに測定することで計算できます。汚れ抵抗が低い膜は、ファウリングに対してより耐性があり、頻繁な洗浄が必要です。
1.4機械的強度
中空繊維膜は、曝気によって生成されるせん断力や逆洗面プロセスなど、MBRの動作条件に耐えるのに十分な機械的強度を持つ必要があります。通常、機械的強度は、繊維の破損時に引張強度と伸長を測定することにより評価されます。
2。測定方法
2.1透過性測定
中空繊維膜の透過性を測定するには、単純な死の端末ろ過またはクロスフローろ過セットアップを使用できます。死んだ末端ろ過システムでは、飼料溶液は一定の圧力の下で膜に強制され、特定の時間にわたって収集された透過液の体積が測定されます。その後、フラックスが計算され、透過性は上記の式を使用して決定できます。
クロス - 流れろ過システムでは、フィード溶液は膜表面に平行に流れ、その一部は膜を通って浸透します。このセットアップはファウリングを減らすことができ、実際の世界MBR運用をより代表しています。
2.2拒否率の測定
拒絶率を測定するために、飼料溶液と透過液のサンプルが収集され、標的汚染物質の濃度について分析されます。一般的な分析方法には、懸濁固形物の濁度測定、細菌の微生物分析、および総有機炭素（TOC）分析などの溶存有機物の化学分析が含まれます。
2.3ファウリング抵抗測定
ファウリング抵抗を測定する方法はいくつかあります。 1つの一般的な方法は、膜貫通圧（TMP）を経時的に監視することです。 TMPの増加は、ファウリングの発生を示しています。別の方法は、フラックス減少速度を測定することです。ろ過プロセス中にフラックスを継続的に測定することにより、フラックスが減少する速度を決定することができ、これはファウリング速度を反映します。
2.4機械的強度測定
中空繊維膜の機械的強度は、引張試験機を使用して測定されます。単一の繊維または繊維の束が両端に固定され、繊維が破損するまで徐々に増加する引張力が徐々に増加します。繊維の機械的特性を評価するために、破壊時の最大力と破壊時の伸長が記録されます。
3。さまざまなアプリケーションでのパフォーマンス測定の重要性
3.1都市廃水処理のための膜
都市廃水処理では、大量の廃水を処理するには高い透過性が必要です。同時に、排出基準を満たすために、懸濁した固形物、細菌、およびその他の汚染物質を除去するには、高い拒絶率が必要です。中空繊維膜の性能を測定すると、MBRシステムが効率的に動作し、高品質の排水が生成されることを確認するのに役立ちます。
3.2直接UF浸出液処理
埋め立て地からの浸出液には、高濃度の有機および無機汚染物質が含まれています。直接UF浸出液処理で使用される膜は、優れた拒絶特性と耐性を有する必要があります。パフォーマンス測定は、最も適切な膜を選択し、治療プロセスを最適化するのに役立ちます。
3.3埋め立て地浸出液の廃水処理
直接のUF浸出液処理と同様に、埋め立て浸入の廃水処理には、高い拒絶率と良好なファウリング抵抗を伴う膜が必要です。正確なパフォーマンス測定は、膜の長期的なパフォーマンスを評価し、そのサービス寿命を予測するのに役立ちます。
4.膜性能に影響する要因
4.1水質を供給します
懸濁した固形物、有機物、溶存塩の濃度を含む飼料水の品質は、膜性能に大きな影響を与えます。高濃度の飼料水は、ファウリング速度を上げ、膜の透過性を低下させる可能性があります。
4.2動作条件
膜貫通圧力、交差 - 流速、温度などの動作条件も膜性能に影響します。膜貫通圧力が高いとフラックスが増加する可能性がありますが、ファウリングも加速する可能性があります。動作条件を最適化することは、良好な膜性能を維持するために不可欠です。
4.3膜材料と構造
中空繊維膜の材料と構造は、その性能に重要な役割を果たします。異なる膜材料には、化学的および物理的特性が異なるため、透過性、拒絶率、およびファウリング抵抗に影響します。膜の細孔サイズと分布も、その分離効率に影響します。
5。結論
MBRSの中空繊維膜の性能を測定することは、複雑だが不可欠な作業です。透過性、拒絶率、ファウリング抵抗、機械的強度などのパラメーターを正確に評価することにより、さまざまな廃水処理用途でのMBRシステムの効率的な動作を確保できます。 MBRの中空繊維膜のサプライヤーとして、私たちは優れた性能を持つ高品質の膜を提供することに取り組んでいます。当社の製品に興味があり、調達の詳細について話し合いたい場合は、お気軽にお問い合わせください。効率的で持続可能な廃水処理ソリューションを実現するために、お客様と協力することを楽しみにしています。
参照
- シェリャン、M。（1998）。超促進およびマイクロフィルトレーションハンドブック。 Technomic Publishing Company。
- Judd、S。（2006）。 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。
- Nghiem、LD、Schäfer、AI、＆Elimelech、M。（2008）。前方浸透の進歩：機会と課題。 Journal of Membrane Science、319（1-2）、1-21。