加圧型限外濾過と液中限外濾過は、限外濾過膜技術の 2 つの主流の設計形式です。これらは同じコア膜濾過原理を共有していますが、駆動力、膜モジュール構造、動作モード、および適用可能なシナリオが異なります。
I. 駆動力と動作モード
圧力-タイプ限外濾過
原水は密閉された膜ハウジングにポンプで送られ、膜全体に正の圧力差 (通常 0.5 ～ 2.5 bar) が生じます。精製水は圧力下で膜を透過し、生成水端から流出します。
デッドエンドろ過またはクロスフローろ過として動作できます。-デッドエンドろ過では、水の回収率が 90%～95% に達することがあります。-クロスフローろ過では、濃縮物がリサイクルされるため、回収率は 75% ～ 90% に低下します。
膜流束は比較的高く、水質と膜の性能に応じて、設計値は通常 40 ～ 120 L/(m²・h) の範囲になります。
浸漬限外濾過
膜モジュールは開放型水槽に直接浸漬されます。透過ポンプは膜キャビティから水を汲み上げ、負圧を生成します（膜間圧力差はわずか 0.1 ～ 0.6 bar、つまり -10 ～ -60 kPa）。水は吸引ドライブによってろ過されます。
これはほぼ完全にデッドエンドろ過であり、システムの回収率は通常 95% 以上で、スラッジ除去サイクルは長くなります。{0}
流束は比較的低く、低い圧力差と重力沈降には十分な膜面積が必要なため、一般に 15 ～ 40 L/(m²・h) に設計されています。
II.膜モジュールの構造と材料特性
圧力式
膜繊維は、通常直径 4 インチ/8 インチ、長さ 1～2 メートル、耐圧定格 3～10 bar の円筒形の耐圧シェル内にカプセル化されています。-
膜繊維は内部または外部から加圧することができ、その結果非常に高い充填密度が得られ、モジュール体積は 400 ～ 800 m2/m3 に達します (8 インチのエレメントは 60 ～ 80 m2 の膜面積を達成できます)。
一般的な膜材料: PVDF、PES、PS。細孔径 0.01 ～ 0.04 μm。分子量カットオフ 100 ～ 150 kDa。
浸漬型
膜繊維は、外殻なしでカーテンまたは束の構成で吊り下げられ、膜フレームに直接取り付けられてタンクに浸漬されます。一般的な膜フレームの充填密度は、タンク容積 m3 あたり 200 ～ 400 m2 です。
膜繊維は低圧吸引に依存しており、主に外圧タイプであり、防汚層が外側を向いています。{0}膜タンクには多孔通気管が装備されており、大きな気泡が膜表面をこすり落とします。
素材は主に強化PVDFです。膜繊維は長期間の通気振動に耐えるように設計されており、高い引張強度が必要です。{0}}
Ⅲ．運転・保守の違い 逆洗と洗浄
圧力タイプでは、頻繁な油圧逆洗 (逆洗流束は透過水流束の 1.5 ～ 2.5 倍に達する場合があります) と空気-水逆洗を組み合わせて使用します。
浸漬膜システムは主に連続曝気を利用して大きな気泡を生成し、膜繊維をこすり落とします。逆洗の頻度は低く、浸透性を維持するために化学洗浄が一般的に使用されます。
前処理の要件
圧力-タイプの膜システムは流入水中の粒子状物質に敏感です。前処理では、膜繊維を保護するために自動洗浄フィルター (精度 100～300 μm) が必要となることがよくあります。{{2}そうしないと、繊維の破損や汚れが発生する可能性があります。
液中膜システムは、その大きな流路とタンク内沈降効果により、高濃度の懸濁物質を直接処理できます（たとえば、MBR 内の MLSS は 8000～15000 mg/L に達する可能性があります）。{0}前処理への依存性が少なく、凝集沈殿槽や生物学的混合液からの排水を直接受け入れることができます。
薬液洗浄の濃度と方法
圧力-タイプの膜システムでは、化学洗浄液が膜ハウジング内を循環し、十分な接触が確保されます。ただし、洗浄プロセス中は透過側を隔離する必要があります。
液中膜システムでは、オンラインで化学薬品をバックフラッシュして膜繊維を浸すか、膜フレームを化学洗浄タンクに持ち上げます。これには多少手間がかかりますが、膜繊維自体の扱いが簡単です。-