MABR

MABRとは何か

MABRは、中空糸膜などの微細な膜を通じて酸素を供給し、その膜表面に形成された生物膜（バイオフィルム）によって有機物や栄養塩類を除去する水処理技術です。膜を通して酸素を供給することで、直接水中に気泡を拡散させる従来の曝気方式に比べて酸素供給効率が高まります。

MABRの原理と仕組み

膜を通した酸素供給
• 中空糸膜の内側に空気または純酸素を供給し、酸素が膜を通じてゆっくりと水側に拡散します。これにより、気泡による酸素損失を防ぎ、高効率な酸素供給が可能です。
生物膜の形成
• 膜の表面には微生物が付着し、生物膜（バイオフィルム）を形成します。このバイオフィルムが有機物や栄養塩類を分解・除去します。
同時硝化・脱窒
• 生物膜の内側（膜近傍）は好気的、外側は嫌気的になりやすく、同一リアクター内で硝化と脱窒が進行します。これにより窒素除去効率の向上が期待できます。

MABRのメリット

エネルギー消費の削減
• 酸素供給効率が高く、曝気に必要なエネルギーを大幅に削減できます。
処理効率の向上
• 高い生物膜濃度により、有機物や窒素の除去効率が向上します。
設備のコンパクト化
• 高負荷処理が可能で、処理施設の占有面積を削減できます。
低い汚泥生成量
• 微生物が生物膜内で増殖し、過剰汚泥の発生が抑制されやすいです。

MABRの課題と対策

膜ファウリングの防止
• 膜表面に汚れやスケールが付着すると、酸素供給効率が低下します。定期的な洗浄（運用条件に応じた洗浄・点検）が重要です。
生物膜の厚さ制御
• 生物膜が厚くなりすぎると酸素供給が阻害されます。剪断力（流速・攪拌）の調整で厚さを管理します。
初期投資コスト
• 膜モジュールが必要なため初期投資が大きくなりがちですが、運転コスト削減で長期的な経済性が改善する場合があります。

MABRの適用事例

下水処理場
• 既存設備の改良（省エネ化・能力増強）や小規模処理場で採用されることがあります。
産業廃水処理
• 食品工場などの有機物負荷が高い排水で、運転条件に応じて適用されます。
養殖場の排水処理
• 排水中の有機物・窒素の低減により水質改善と環境負荷低減を狙います。

まとめ

MABR（膜曝気バイオリアクター）は、酸素供給効率の高い膜技術と生物膜法を組み合わせた先進的な水処理技術です。省エネ・高効率という強みがある一方、膜の管理やコスト面の検討が重要です。特性と課題を理解し、適切な設計・運用を行うことで高い効果が期待されます。