はじめに

排水処理は、公衆衛生を守り、持続可能な水環境を維持するために不可欠です。A 廃水 治療プロセスのフローチャート 初期スクリーニングから最終消毒に至るまでの各処理段階を可視化しています。本記事では、業界のデータをもとに各ステップについて詳しく解説し、その仕組みを明らかにしています。 KACISE センサー 効率と監視の精度を向上させる。.

廃水処理プロセスのフローチャート

ここでは、下水処理の主な段階と、各段階で監視が必要な主要なパラメータの概要を説明します。.

1. 前処理段階

2. 一次処理段階

3. 二次処理段階

4. 三次処理段階

5. 汚泥処理

世界の廃水処理に関するデータ

指標値ソース
世界の年間排水量約3,800億m³国連『世界水開発報告書』
世界全体で処理された廃水の割合~56%UNEP 2023
処理済み廃水の再利用の可能性>65% 産業需要の世界銀行
下水処理場におけるエネルギー消費量国内の電力の最大3%IEA

廃水処理 プロセスの詳細な内訳

1. 前処理段階

前処理の主な目的は、大きな固形粒子を除去し、後段の処理工程への負荷を軽減することです。通常、これにはふるい分けや砂粒子除去などの工程が含まれます。.

主要なプロセス：
  • 選別：プラスチック、紙、その他のごみなどの大きな固形物を除去します。.
  • 砂の除去：砂、砂利、その他の無機固形物など、比較的大きな粒子を除去します。.
監視すべきパラメータ：
  • 流量: 流入する廃水の量を監視するため。.
  • 浮遊物質（SS）: ふるい分けおよび砂除去の前後における浮遊粒子の濃度を測定するため。.
  • 粒子径：適切なスクリーン目幅により、大きな破片を確実に除去するため。.

2. 一次処理段階

一次処理とは、排水中の浮遊物質や有機物の一部を除去する物理的な処理プロセスである。通常、沈殿（一次沈殿）が行われる。.

主要なプロセス：

一次沈殿：一次沈殿槽では、浮遊物質が底に沈殿して汚泥を形成し、残りの液体は二次処理へと流れ込む。.

監視すべきパラメータ：
  • 浮遊物質（SS）：沈降過程における浮遊物質の除去率を評価するため。.
  • 化学的酸素要求量（COD）: 排水中の有機汚染物質の濃度を評価すること。.
  • 沈降速度：沈降の効率を監視するため。.

3. 二次処理段階

二次処理は、下水処理プロセスの核心となる工程です。主に活性汚泥法などの生物学的処理法を用いて、溶解性および浮遊性の有機物、窒素、リンを除去します。.

主要なプロセス：
  • 活性汚泥法：微生物が有機汚染物質を、二酸化炭素や水などのより単純な化合物に分解する。.
  • 接触安定化：微生物が有機物を酸化し、その後、処理水が微生物塊から分離される。.
  • 生物フィルター：フィルター材の表面に生息する微生物群集が、汚染物質の分解を助ける。.
監視すべきパラメータ：
  • 化学的酸素要求量（COD）: 有機物の減少状況を把握するため。.
  • 生物化学的酸素要求量（BOD）：水中の生物化学的酸素要求量を評価し、生分解性有機物の含有量を示す。.
  • 全窒素（TN）: 窒素は、二次処理において除去すべき主要な栄養素の一つである。.
  • 全リン（TP）: 水域の富栄養化を防ぐためには、リンの除去が極めて重要である。.
  • 溶存酸素（DO）: これは好気性生物学的プロセスにとって極めて重要です。溶存酸素（DO）濃度が低いと、微生物の活動や有機物の分解が阻害される可能性があります。.

4. 三次処理段階

三次処理は、排水をさらに浄化するために行われ、多くの場合、窒素、リン、病原体などの特定の汚染物質を対象としています。化学沈殿、ろ過、消毒などの方法が一般的に用いられます。.

主要なプロセス：
  • 化学沈殿法：ミョウバンや鉄塩などの化学物質を添加し、水中のリンを沈殿させる。.
  • ろ過：砂やその他のろ過材を用いて、浮遊粒子や細菌をさらに除去します。.
  • 膜ろ過：逆浸透やナノろ過などの技術により、溶解した不純物を除去します。.
  • 紫外線（UV）による除菌：紫外線は、細菌やウイルスなどの病原体を死滅させます。.
監視すべきパラメータ：
  • 全リン（TP）：リンが効果的に除去されるようにするため。.
  • 全窒素（TN）：窒素濃度をさらに低減させる必要がある。.
  • 病原体：水の安全性を確保するため、大腸菌や大腸菌群などの有害な微生物の存在を監視する必要があります。.
  • 濁度：ろ過後の水の透明度を測定するもので、除去プロセスの有効性を示す指標となる。.
  • 微生物活性：消毒が確実に効果を発揮し、病原体が一切残っていないことを保証します。.

5. 汚泥処理

下水処理の過程で、汚泥が発生します。汚泥処理とは、汚泥の体積を減らし、処分に適した状態にするか、あるいはエネルギー生産や堆肥化などのさらなる利用に適した状態にすることです。.

主要なプロセス：
  • 濃縮：固形粒子を沈殿させることで、汚泥の体積を減らすために濃縮を行う。.
  • 嫌気性消化：微生物が酸素のない状態で有機物を分解し、メタンガスを生成する。.
  • 脱水：遠心分離機やベルトプレスなどの機械的処理により、汚泥から水分を取り除きます。.
  • 乾燥：残留水分を蒸発させ、汚泥の体積を減らします。.
監視すべきパラメータ：
  • 汚泥の含水率：汚泥中の水分量を評価するため。.
  • 汚泥量：処理過程で発生する汚泥の量を測定すること。.
  • pH: 汚泥の安定性や再利用の可能性に影響を及ぼす可能性のある酸度やアルカリ度を監視するため。.
  • 揮発性固形分（VS）：これは汚泥中の有機物を測定するもので、処理プロセスや微生物による分解状況を評価するのに役立ちます。.