限外ろ過膜
工場の排水処理における「限外ろ過膜」とは
こんにちは、さわまる博士です。
前回解説した「精密ろ過膜（MF膜）」は、細菌やSSを除去する膜でした。しかし、排水処理の高度化、特に「水の再利用」などを考える場合、さらに小さな物質、例えばウイルスや高分子の有機物まで除去したい場合があります。
そこで登場するのが、MF膜よりもさらに孔が小さい、本日解説する「限外ろ過膜（げんがいろかまく）」、通称「UF膜」です。
限外ろ過膜(UF)とは、どのようなものなのでしょうか？
限外ろ過膜（UF：Ultra Filtration）とは、膜処理に使われる膜の一種で、孔の大きさ（分画サイズ）が約 0.001～0.1μm（マイクロメートル）程度のものを指します。
この孔の大きさは、MF膜では除去できない、より微細な粒子を分離できます。水に溶けているイオン類は通過させますが、ウイルス、タンパク質、エマルション（油滴など）、高分子の有機物（フミン質など）といった、比較的「分子量が大きい」物質を効率よく阻止します。
排水処理におけるUF膜の役割
UF膜は、そのMF膜よりも高い分離性能を活かし、排水処理の高度化や製造プロセスで活躍します。
- 高度処理（三次処理）
MF膜と同様に、生物処理後の処理水に残り、濁度や色度の原因となる微細な懸濁物質や高分子有機物を除去し、処理水質を大幅に向上させます。 - 膜分離活性汚泥法（MBR）
MBRの分離膜として、MF膜と同様に広く使用されます。 - RO膜の前処理
排水処理で得られた水を「逆浸透膜（RO膜）」で純水にする際、RO膜の目詰まり（ファウリング）を引き起こす原因となる高分子有機物などを、あらかじめUF膜で除去しておく「前処理」として、非常に重要な役割を果たします。 - 有用物質の回収
工場の製造プロセスにおいて、排水中から有用な高分子物質（タンパク質など）を回収し、水と分離する目的で使われることもあります。
さわまる博士の
ワンポイントアドバイス！
UF膜は、MF膜では防ぎきれないウイルスや、処理水のTOC(全有機炭素)成分の一部となる高分子有機物まで除去できるのが強みです。
一方で、孔が小さい分、MF膜よりも「目詰まり」しやすくなります。そのため、UF膜の能力を最大限に活かすには、その前に凝集沈殿処理やろ過などで、できるだけ大きな「にごり」を取り除いておく「前処理」の設計が、排水処理全体の成否を分けるカギとなるんですよ。
さらに詳しく知りたい方へ
本日は限外ろ過膜(UF)について解説しましたが、これが含まれる総称である「膜処理」や、孔が一段階大きい「精密ろ過膜(MF)」、さらに小さい「逆浸透膜(RO)」といった用語も、併せてご確認いただくことで、より理解が深まります。
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