リサイクルセラミックは低コストで提供します

欧州委員会によると、EU 内で処理された都市廃水のうち再利用されるのは毎年 2.4% のみです。 REMEB コンソーシアムによる EU の資金提供による 3 年間のプロジェクトは、低コストのセラミック膜で作られた膜バイオリアクター (MBR) によって状況を変えることに着手しました。

南ヨーロッパでは、再生廃水は主に農業灌漑および都市または環境用途に再利用されていますが、北ヨーロッパでは、主に都市または環境用途または産業に使用されています。 自治体の下水処理施設の排水基準が厳しくなるにつれ、水道当局は排水処理技術への投資を増やしており、これにより排水の質が大幅に向上し、排水の再利用に新たな機会と可能性がもたらされます。 たとえば、湿潤地帯の回復、道路の清掃、レクリエーション用途、さらには農業や工業などです。

MBRと廃水

MBR を使用した廃水処理は、現在最も先進的な廃水処理技術の 1 つですが、MBR はリスクが高く、法外に高価であると考えられることが多いため、意思決定者は代替プロセスよりもこれを導入することに消極的です。

2015 年に始まった REMEB プロジェクトは、これを変えて低コストの MBR を作成することを検討していました。 EUの研究・イノベーションプログラム「Horizo​​n 2020」から資金提供を受けており、気候変動、環境、廃水の再利用促進による資源と原材料の効率、持続可能な新製品の開発に関連する分野が対象となっている。 。

低コストのメンブレン

REMEB プロジェクトの主な目的は、下水処理プラントで水を再利用するための低コストのリサイクル セラミック MBR の開発、実装、検証でした。 このプロジェクトは、有機膜や従来のセラミック膜で作られた MBR と比較して、技術の初期コストとランニングコストを大幅に削減する新しいタイプの MBR を提案しました。 REMEB MBRで使用されるセラミック膜は、セラミックタイル業界で使用される一般的な原材料に加えて廃棄物を使用して製造されるため、低コストです。 一般的に使用される純粋なセラミック酸化物（アルミナ、チタニア、ジルコニア）の代わりに、このプロジェクトで使用される材料は、オリーブ石、大理石の粉末、焼成タイルスクラップからのシャモットなど、農業および工業プロセスで得られる残留物や副産物をベースにしています。

リサイクルされた廃棄物

REMEB MBR は、業界で最も一般的に使用されているポリマー膜の代わりにセラミック膜を使用しました。 ポリマー膜はセラミック膜よりもかなり安価ですが、極端な大気中では効果が低く、ライフサイクルが短くなります。 セラミック膜は、化学的、熱的、機械的耐性に優れ、より堅牢で長持ちしますが、法外に高価であると考えられています。

ただし、セラミック膜にリサイクル材料を導入すると、MBR の総コストに大きな違いが生じ、初期コストとランニングコストの両方が削減されます。 適切な多孔性と可塑性を達成するために、さまざまな老廃物が膜組成物に導入されました。 このプロジェクトでは、オリーブ油廃棄物、焼成タイルスクラップからのシャモット、大理石粉末が使用されましたが、ヨーロッパの他の地域でさまざまなプロセスによって生成される他の多くの廃棄物があり、これらも膜の組成に組み込むことができます。

天然または合成原料と比較した場合、廃棄物のコストが低いため、膜のコストが削減されます。 また、従来は埋め立てに送らなければならなかった廃棄物が、埋め立て廃棄物として再利用できるため、環境面でもメリットがあります。 廃棄物は主に工業プロセスまたは農業プロセスによって生成され、膜の組成に高い割合で含まれます。

初期開発

当初、低コストのセラミック膜は、セラミック タイル製造の長い伝統を持つ地中海沿岸の州、カステリョン (スペイン) で地元の原材料と廃棄物を使用して開発されました。 その後、陶器の生産でも有名なイタリアとトルコで、自国で見つかったリサイクル材料と廃棄物を使用して、試験規模で複製が行われました。

コンソーシアム

REMEB プロジェクト コンソーシアムは、スペイン、フランス、キプロス、ノルウェー、イタリア、トルコ、コロンビアの学界、産業界、行政からの 11 名のパートナーからなる学際的なチームで構成されています。 環境に優しいセラミック MBR の開発には、構想、製造、実装から結果の監視と伝達に至るまで、幅広い専門知識とスキルが必要でした。

このプロジェクトは、カステリョンに本拠を置くスペインの水循環管理専門家である FACSA によって主導され、アレドの下水処理施設に REMEB MBR が設置された際にも FACSA が検証しました。 プロジェクトの第 1 段階では、膜はスペインセラミック技術研究所 (ITC-UJI) の研究室でパイロット規模で製造され、最適な組成が検出されると、カステリョン タイルによる本格的な押出によって製造されました。 Natucer社、セラミック技術研究所の支援。

フランスの水ろ過の専門家である IMECA Process は、FACSA と緊密に連携してバイオリアクターを設計、製造し、計画された場所に設置しました。 トルコとイタリアのセラミックセンター、セントロ・セラミコとSAMは、両国の地元廃棄物を使ってセラミック膜を複製し、国際規模で複製できることを確認した。

アレド下水処理場

ムルシア地域の衛生および廃水処理の専門家であり、別のコンソーシアムパートナーである FACSA と ESAMUR は、ムルシア州アレドの廃水処理施設に REMEB MBR システムを設置した際の検証を実施しました。 この地域は経済が主に農業に基づいているため、ヨーロッパの果樹園として知られています。 ここが選ばれた理由は、ここがスペインで最も干ばつレベルが高い地域の 1 つであり、廃水の処理と再利用に関しては国内有数の地域であるためです。

これに加えて、アレド下水処理場はすでにフラットシート有機膜を使用した MBR システムを使用しています。 このプラントは両方の原子炉で都市廃水を並行して処理できます。 これは、2 つの MBR (有機膜と低コストのセラミック膜) とその挙動を実際の条件で比較することが可能であることを意味します。

両方の MBR の排水は定期的に分析されており、その結果、REMEB の透過水の品質が処理済み排水の再利用に関するスペインの規制の要件を満たしていることが示されました。 コンソーシアムの別のメンバーであり、カステリョンにある認定環境研究試験所である IPROMA が分析を実施しました。

同じくコンソーシアムの一員であるキプロスのATLANTIS Consultingは、プロジェクト中に得られた結果の再現と活用のための分析を実施し、もう1つのコンソーシアムのメンバーであるノルウェーの企業BIOWATER Technologyは、REMEBの商業化に向けたビジネスプランを作成した。 MBR。 もう 1 つのパートナーであるコロンビアのアントニオ ナリーニョ大学は、コロンビアおよび南米の他の国々でのテクノロジー導入の可能性を研究しています。 コロンビアには十分な水資源がありますが、汚染レベルが高いため水質は劣悪です。 最後に、バレンシア地域商工会議所評議会が、このプロジェクトに関する情報を世界中に伝達する責任を負いました。

REMEB 技術は、より高い処理能力が必要とされる世界中の地方自治体の下水処理場に導入できる可能性があります。 ただし、REMEB セラミック膜は産業分野にも導入でき、食品や飲料、化学薬品などの水を大量に消費する分野で工業プロセスの廃水を再生する大きな可能性を秘めています。

3 年間の作業を経て、2018 年、REMEB プロジェクト コンソーシアムは無事に目標を達成し、バレンシア コミュニティ商工会議所評議会は、プロジェクトの成功をスペイン国内だけでなく国際的に伝えることに着手しました。 このプロジェクトは、持続可能で競争力のある MBR の開発と検証に成功し、MBR 技術のコストを削減し、環境に優しい新しい製品を製造しました。 さらに、セラミックス部門の多様化を促進し、埋立地に送られていたかもしれない廃棄物を利用していました。 最後に、REMEB MBR は他国でも導入および再現できる可能性があることを示しており、処理水の品質は農業での再利用が承認されています。 コンソーシアムとプロジェクトに取り組む人々にとって大きな成果です。