廃水処理とは
廃水処理とは、家庭、産業、事業所で使用された水から汚染物質を取り除き、環境に安全に戻すか再利用可能にすることを目的としたプロセスです。これには、浮遊物質の除去、有機物や汚染物質の削減、さらに有害な細菌やウイルスの除去が含まれます。一次処理では通常、浮遊物質の約60%が除去され、二次処理では90%以上を除去することが可能です。
[1]
廃水処理が地球規模の持続可能な発展に重要な理由
廃水処理の拡大は、汚染の削減と未処理廃水の割合を半減することを目指す持続可能な開発目標(SDG)6.3の達成にとって不可欠です。特に汚染負荷が高い地域では、廃水処理の大規模な拡大が求められています。たとえば、中国、アメリカ、インドといった国々は、2030年までに廃水処理能力の大幅な拡充が必要とされています。
この拡大は、単に処理能力を増やすだけでなく、生物化学的酸素要求量(BOD)や大腸菌群(FC)といった汚染物質の除去効率を向上させ、河川や湖沼などの地表水の水質改善を目指すことが含まれます。廃水処理の進展は、安全な水資源の確保と環境保全において重要な役割を果たします。
[2]
廃水処理における課題
廃水処理における主な課題の一つは、医薬品やマイクロプラスチックなどの新たな汚染物質への対応です。これらの汚染物質は人間の健康や環境にリスクをもたらす一方で、その性質が十分に解明されていないため、水管理や処理プロセスに効果的に組み込むことが難しい状況です。
[3]
再生廃水:持続可能な解決策
再生廃水は、水資源管理においてますます重要な役割を果たしています。この方法では、都市廃水を高品質に処理し、飲用および非飲用の両方の用途に再利用します。この取り組みは、水不足に直面する地域で特に重要であり、技術の進歩、信頼性の高い監視、公衆の受け入れによって支えられています。
再生廃水は環境に再導入されるか、または水供給システムに直接利用されることで、水資源の多様化を促進し、特に干ばつ時における水の安全性向上に寄与します。
業界の動向と今後の方向性
廃水処理業界は、新たな技術やアプローチを取り入れながら、清浄な水への需要増加に対応しています。処理プロセスの革新、規制の整備、公衆の意識向上が廃水管理の未来を形作っています。今後は、廃水を単に処理するだけでなく、再利用やリサイクルを含む、より持続可能で効率的かつコスト効果の高い方法への移行が進む見込みです。これは、持続可能で強靭な水資源の未来を目指す世界的な取り組みにも一致しています。
廃水はどのように処理されるのか
製油所、化学工場、石油化学工場などの産業施設では、高濃度の有機物(油脂など)、有害汚染物質(重金属や揮発性有機化合物など)、および栄養素(アンモニアなど)を含む廃水が発生します。このような産業廃水の一部は都市の下水処理場で処理可能ですが、多くの産業プロセスでは独自の専門的な処理施設を持ち、処理後の廃水中の汚染物質濃度が下水道や自然水域への排出規制を満たすようにしています。
前処理
廃水処理の初期段階であり、通常すべての処理工程で実施されます。この段階の主な目的は、大きな固形物や油脂を除去し、後続の処理プロセスへの損傷を防ぐことです。
一次処理(物理処理)
この段階では、以下のような物理的手法を用いて廃水中の汚れを除去します:
- 格子(グリッド)
- 沈殿(沈殿槽)
- 油水分離器
- 浮遊分離装置
これらの方法は機械的手段で固形廃棄物、油、砂、その他の沈殿可能な物質を取り除きます。
二次処理(生物処理)
この段階では、生物学的手法を用いて有機物を分解します:
- 散水ろ床法:水がバイオフィルムを通過し、有機物を分解。
- 曝気:酸素を加えて好気性細菌や菌類の分解を促進。
- 消毒:塩素、オゾン、または紫外線を使用。
この段階は、水中の有機物を分解するために重要です。
三次処理(化学処理)
高度な物理・化学処理を行う段階で、以下の手法が使用されます:
- 高度ろ過
- 砂ろ過
- 活性炭
- 化学凝集
- 酸化処理
- 微細藻類を利用したバイオリメディエーション
これにより、残留する浮遊固形物、有機物、その他の汚染物質を除去します。
これらの処理段階を通じて、廃水は規制基準を満たし、安全に環境へ戻すことが可能になります。
[4]
廃水処理における流量計の応用 - 流入と流出の監視
廃水処理では、流量計を使用して浄化プロセス中の水の使用量を監視し、コスト効率を管理します。流入には通常、清水や化学薬品が含まれ、制御パネルを通じて管理が必要です。電子信号出力を備えた流量計は、流入監視の効率を大幅に向上させることができます。
事例:市場をリードするプラスチック供給メーカー
状況:
この工場の廃水処理排水プールでは、当初挿入型のパドルホイール流量計を使用していました。しかし、排水管内部の不純物や長時間にわたるスケールの蓄積により、パドルホイール流量計のインペラーが損傷を受ける問題が発生しました。
解決策: LORRIC FU-TX310 クランプ型超音波流量計
顧客にはFU-TX310クランプ型超音波流量計を推奨しました。この非接触型の測定原理により、生産を停止することなく、配管を切断することなく、漏れや詰まりを回避して設置が可能です。測定プローブは配管の外側に取り付けられるため、スケールの蓄積の影響を受けることなく、簡単にメンテナンスや取り外しが可能であり、顧客のメンテナンスコストを削減します。