本日は、精密ろ過・MF、限外ろ過・UF、ナノろ過・NF、逆浸透・RO、EDI・電気脱イオンなどの膜技術を中心とした水処理プロセスを組み合わせた「膜統合型水処理技術」について簡単に紹介したいと思います。
(1) RORデバイスとは何ですか?
RORとはReuse of (Reverse Osmosis) Rejectの略で、濃縮液を再利用(逆浸透)するための装置を意味します。
狭義の定義: ROR は「二次逆浸透」に相当します。
許容可能な条件下（つまり、RO 濃縮物の品質がそれほど悪くない）では、濃縮物は軟化または大量のスケール防止剤の添加後に「二次逆浸透」を受け、水資源の利用とシステム全体の回収率を最大化できます。
広い定義: ROR は、濃縮物の利用を改善できるすべてのプロセスとテクノロジーを指します。
ここでいう濃縮物とは、厳密にはＲＯ濃縮物だけでなく、様々な種類の濃縮物を指します。 RO 濃縮液を例にとると、原水の水質と前処理プロセスの違いにより、RO 濃縮液の組成と濃度が過度に複雑になる可能性があります。-このような場合、従来の単純な前処理、軟化、または単純な化学物質の添加では、「二次逆浸透」（普通/汽水/耐汚染性/巻線コイル）の給水要件を満たすには不十分です。
このような状況でも、巻線コイル逆浸透（STRO）、ディスクチューブ逆浸透（DTRO）、サイクロンディスクチューブ逆浸透（CDRO）などの特殊な膜、およびナノろ過（NF）塩分離や蒸発器などの個別または相乗的な処理プロセスにより、濃縮水の水資源の再利用を達成できます。
つまり、特に指定がない限り、ROR は「二次逆浸透」に相当し、必要な前処理補助剤をそれに応じて選択し、構成する必要があります。
(2) MBR 排水を RO 膜システムに直接供給できますか?
生化学技術と膜技術の完璧な組み合わせである MBR の排水品質は、原水の品質、膜プロセスの精度、MBR システムの全体的な動作安定性に依存します。
RO システム (一般に、特に従来の汽水防汚スパイラル巻き膜を指します) の場合、MBR 排水の影響で最も考えられるのは、高い COD です。これは主に上記の 3 つの要因によるものですが、詳しく調べると有機物の組成がわかります。
膜メーカーの観点から見ると、RO システムには非常に厳しい COD 制限 (COD < 10 mg/L) があります。ただし、この要件を厳密に遵守することが非常に困難であることも承知しています。
したがって、実際のアプリケーションでは、一般的に廃水処理プラントにはクラス A/B 付近の規格が好まれます。
もちろん、そのような標準を採用するには、膜流束の犠牲、より高い化学洗浄頻度、および膜寿命の減少について追加の考慮が必要になることがよくあります。
MBR 操作の安定性、システム設計の完全性、膜エレメントの品質、包括的な操作および保守能力の欠如または完全な無策を考慮すると、このタイプの MBR+RO プロセスで問題が発生する可能性は非常に高くなります。
ただし、クラス I RO+EDI プロセス (これも同様に不適切な運用とメンテナンスが原因でシステムの問題が発生することがよくあります) とは異なり、代わりにクラス II RO+EDI プロセスを使用することを躊躇せずにお勧めします。
MBR+RO プロセスは、大量の水を使用するシナリオでよく使用されます。管状限外濾過などのより保守的な接続プロセスを間に使用すると、必然的に設備投資とメンテナンス費用の大幅な増加につながり、MBR プロセスの本来の目的が損なわれます。
したがって、私は MBR 排水を RO システムに直接供給することに関して、常に中立的な、様子見の姿勢を維持してきました。--簡単に言えば、廃水の種類（成分）を厳密に区別し、MBR 排水の水質を分析/予測し、プロセスを接続するために必要なスペースと予算を確保することが重要です。
顧客とメーカーは、一緒に暮らすカップルのようなものです。コラボレーションの前には、お互いに緊張感があります。コラボレーションの後は、何も問題がなければ、物事は調和しています (少なくとも平和です)。しかし、問題が発生すると、あらゆる種類の言い争いが起こります。
つまり、MBR+RO プロセス自体は問題ありません。重要なのは、プロセス中の詳細な分析と制御に注意を払うことです。
さて、ROR プロセスと MBR+RO プロセスに関するこれら 2 つの詳細な問題について説明しましたが、次に、水処理分野における膜技術応用、特に膜統合型水処理プロセスの応用におけるより広範な傾向に議論を広げてみましょう。-
これまで何度も述べてきましたが、現在、水処理分野における主な焦点は、より純度の高い超純水の製造と、より複雑な（そして困難な）廃水の処理の 2 つです。前者は、半導体-グレードの超純水の製造によって最も典型的に例示され、後者は、石炭化学産業におけるほぼゼロ排出処理によって最も典型的に例示されます。-
追加のポイント:
① 汚染水源：産業排水、都市排水、生活下水など。天然水源：都市水道水、地表水、地下水など
② 凝集砂ろ過と限外ろ過のプロセスの位置付けについては、天然水源の場合、個人的には同じ段階を好みます。汚染水源の場合、個人的には同じステージか前後のステージを好みます。
③ 汚染水源の第 1 段階 RO からの透過水を超純水の製造に使用する場合、個人的には、それをシステムの元の第 1 段階 RO セクションに送ることをお勧めします。-これを第 2 段階の RO セクションに直接送信すると、システムに大きな負荷がかかります (主に TOC などの要素を考慮)。
④ 特殊膜やナノろ過脱塩の選択は、特に蒸発器の選択やメンテナンスコストと合わせて、処理量や水質を十分に考慮する必要があります。小規模な装置では、過度に濃度比を追求する必要はありません。システムプロセスが長くなるほど、リスクポイントが多くなります。
⑤ 絶対的なものはありません。行動には常に機動の余地を残してください。特定の問題を具体的に分析し、より多くのテストと比較を行うことは常に良いことです。