工業生産では、機械加工、金属洗浄、および切削潤滑プロセス中に廃棄エマルジョンが必然的に生成されます。従来の化学的解乳化とそれに続く生化学的処理は広く使用されていますが、化学薬品の投与量が多く、二次汚染が発生し、運転コストが高いなどの大きな欠点があります。膜分離技術の進歩により、特殊な限外濾過膜が廃エマルション処理の画期的なソリューションとして登場しました。
1.「化学的解乳化」から「物理的分離」への移行
国内の乳化処理のほとんどは依然として、pH を調整したり、PAC や PAM を添加して油と水を分離することによる化学的解乳化に依存しています。しかし、このアプローチでは大量の化学スラッジや有害な固体が生成され、試薬のコストが高くなります。
オランダB&C社の特殊限外濾過膜を採用し、新たな「膜濃縮＋物理解乳化＋基油回収」プロセスにより、化学添加剤を使用せずに効率的な相分離を実現しました。実際のデータは次のことを示しています。
- 油分が 1 ～ 3% の廃エマルジョンの場合、膜分離後の濃縮液は油分が 15 ～ 20% に達します。
- 限外濾過透過水の油分は 50 mg/L 未満、COD は 15,000 ～ 20,000 mg/L です。
- その後の嫌気性-A/O-MBR 生物学的処理およびフェントン酸化処理の後、流出水 COD は 500 mg/L 未満に低減され、再利用基準を満たします。
この「化学物質を膜に置き換える」アプローチは、有害な二次廃棄物を削減するだけでなく、システム全体の二酸化炭素排出量も削減します。
2. 統合された高効率のシステム設計-
プロセスは前処理、特殊限外濾過膜分離、嫌気生物処理、A/O+MBR生物処理、高度酸化（フェントン）の5段階で構成されます。
- 前処理: 油分離タンクと格子により浮遊油と懸濁物質が除去され、膜システムへの安定した流入が保証されます。
- 限外濾過ステージ: 設計流束 50 L/m²・h の有機複合膜を使用し、システムはサイクルで動作して濃縮と解乳化を達成します。
- 生物学的処理: UASB + MBR の組み合わせにより、高 -COD 廃水の生分解が促進されます。
- 最終酸化: フェントンプロセスは難溶性有機物をさらに除去し、再利用に適した水質を確保します。
-膜前処理、強化されたバイオプロセス、深酸化を組み合わせたこの統合アプローチ-は、産業廃水システムの将来を見据えた設計哲学を体現しています。{{3}
3. 運用およびメンテナンスに関する洞察
運用経験から、エマルション濃度が膜流束に大きく影響することがわかります。濃度が 5% 未満の場合、流束は 50 L/m²・h 以上に留まりますが、濃度が増加するにつれて徐々に減少します。定期的な化学洗浄 (1 ～ 2 週間ごと) により流束が回復し、膜の寿命が約 2.5 年に延長されます。
しかし、機械加工プロセスにおける新しい乳化剤の複雑さの増加により、一部のエマルションはより安定し、壊れにくくなりました。このような場合、油の回収率を高めるために蒸発装置が使用されます。これは、より優れた防汚性と抗乳化剤特性を備えた将来の膜の必要性を示しています。-
4. 経済的利益と環境的利益の両立
年間 25,000 トンの廃棄物エマルジョンを処理する有害廃棄物処理施設では、この膜ベースのプロセスは化学的解乳化と比較して運用コストが低いことが実証されています。-回収された基油と再利用可能な水は閉ループのリサイクル システムに貢献し、全体的な資源消費量を削減します。{4}}
さらに、このプロセスでは化学薬品の使用と汚泥の処理が不要になり、間接的な CO₂ 排出が最小限に抑えられ、環境と企業の社会的責任の両方の価値が生まれます。
YIME は、特殊な膜材料の局所化と多相膜反応器システムの進歩により、廃棄物エマルジョン処理が低エネルギー消費、高回収率、ほぼゼロ排出を実現し、金属加工産業と有害廃棄物管理産業の両方に新たな成長の可能性を解き放つと信じています。{0}
