繊維工場の水処理とは？

繊維工場では、サイジングや染色などの工程に応じて、糊や染料、各種薬剤を含む排水が発生します。

本記事では、繊維工場における排水の特徴や関係する水質基準・法規制、主な処理方法から実際の導入事例まで解説します。

繊維工場における排水・水処理の特徴

サイジング工程では糊を含む排水が発生する

サイジングは、糸を織る際の毛羽立ちや切断を抑えるため、糸に糊を付着させる工程です。この工程では、使用する糊剤などに由来する有機物を含む排水が発生することがあります。

糊剤の種類によって排水の性状や生物処理のしやすさが異なるため、含有成分や濃度を正確に把握したうえで、適した処理方法を選定することが重要です。

染色・精練・漂白工程では染料や薬剤を含む排水が発生する

染色工程では、染料などを含む排水が発生します。また、精練や漂白などの工程でも、使用する薬剤によって排水の性状が変わります。排水の色度や有機物濃度は、使用する染料や工程によって異なるため、一律の処理方法だけで対応することは困難です。

また、生産用水についても、用途によって求められる水質が異なります。排水処理だけでなく、製造工程で使用する水の確保や水質管理も、繊維工場の水処理に関わる重要な課題です。

繊維工場に関わる水質基準・法規制

水質汚濁防止法に基づく排水基準

水質汚濁防止法施行令では、紡績業や繊維製品の製造・加工業に関係する特定施設として、精練機・精練槽、シルケット機、漂白機・漂白槽、染色施設、薬液浸透施設、のり抜き施設などが定められています。また、洗毛業や化学繊維製造業にも特定施設の区分があります。

特定施設の種類や設置条件などが法令上の要件に該当し、公共用水域へ排水する場合は、水質汚濁防止法に基づく排水基準が関係します。自治体が条例でより厳しい上乗せ基準を定めている場合もあるため、工場の設備や排水条件に応じて適用関係を確認する必要があります。

※参照元：e-Gov法令検索「水質汚濁防止法施行令」https://laws.e-gov.go.jp/law/346CO0000000188
※参照元：環境省「一般排水基準」https://www.env.go.jp/water/impure/haisui.html

下水道法に基づく排除基準

公共下水道へ排水する場合は、水質汚濁防止法とは別に、下水道法に基づく排除基準の対象となります。排水の水質や施設の条件によっては、下水道への排除に際して基準への適合や届出などの手続きが必要です。

実際の基準値や手続きは、排水先の自治体や下水道管理者によって異なります。設備計画を進める際は、管轄の下水道管理者が定める基準について、計画段階での個別確認が重要です。

※参照元：e-Gov法令検索「下水道法」https://laws.e-gov.go.jp/law/333AC0000000079

繊維工場向けの主な処理方法・解決策

排水の性状に応じて前処理・分別を行う

繊維工場では工程ごとに排水の性状が異なるため、必要に応じて排水を分別し、水質や水量を把握したうえで処理を進めるのが基本です。排水の性状によっては、スクリーンによる固形物の除去や、水質・水量を均一化する調整槽、凝集沈殿などを前処理として組み合わせます。

前段の処理を適切に組み合わせることで、後段の生物処理などに流入する排水負荷の調整や軽減が可能です。なお、実際に必要となる工程は、排水に含まれる成分や濃度に応じて異なります。

有機物や染料に応じて生物処理・脱色処理を組み合わせる

生物分解可能な有機物を含む排水には、活性汚泥法などの生物処理が用いられるのが一般的です。一方、染料を含む排水では、生物処理だけでは色度が十分に低下しないケースもあります。

その場合は、排水の性状に応じて凝集沈殿などの脱色処理を組み合わせます。必要な処理は染料の種類や排水中の成分によって異なるため、水質分析や処理試験を踏まえて処理方式を選定することが重要です。

また、一部の糊剤など、生物処理だけでは十分に対応しにくい物質を含む場合は、処理条件の調整や膜処理を組み合わせる方法もあります。膜分離活性汚泥法（MBR）は、生物処理と膜による固液分離を組み合わせた高度な処理方式です。

生産用水には原水の水質に応じた処理を行う

繊維工場では、製造工程で使用する水にも用途に応じた高い水質が求められます。井水などを生産用水として利用する場合、原水の水質や製造工程の要求に応じて、除鉄・除マンガン処理、ろ過、RO膜（逆浸透膜）などを組み合わせて処理を行います。

ただし、必要な水質は工程によって異なり、すべての施設で同一の処理が必要となるわけではありません。排水処理水の回収・再利用についても、回収水の水質と再利用先に求められる水質レベルを踏まえた検討が必要です。

繊維工場の水処理事例

生産用水の確保とサイジング排水を処理した事例

「KAJI FACTORY PARK」では、井戸水の生産用水への活用と、サイジング工程で発生する糊を含む排水の適切な処理が課題となっていました。

カジレーネの新工場「KAJI FACTORY PARK」では、井戸水の生産用水への活用と、サイジング工程で排出される糊（のり）を含む排水の適切な処理が課題となっていました。

生産用水に対しては、除鉄・除マンガン処理に加えてRO膜（逆浸透膜）を組み込んだ井水処理設備を導入し、織工程で求められる高い水質基準の安定確保を実現しています。また、サイジング排水に対しては処理テストを重ね、接触ろ材「サンブレオ」を用いた好気処理方式を採用。環境負荷の低減と維持管理の省力化に貢献しています。

なお、現在はさらなる環境負荷低減を目指し、排水処理水の回収・再利用に向けた設備導入の検討・提案が進められている段階です。

※参照元：ドリコ公式HPhttps://drico.co.jp/case/186/

PVAを含む染色工場排水をMBRで処理した事例

住友電工の導入事例（繊維染色工場）では、既存設備の老朽化に伴う更新と、排水処理能力の向上が課題とされていました。繊維の糊剤として使用される合成樹脂のPVA（ポリビニルアルコール）は、従来の活性汚泥では分解されにくく、膜を汚しやすい傾向がある点が課題でした。

同事例では、耐汚染性の高いポアフロン膜を用いた膜分離活性汚泥法（MBR）を導入。一般的な生物処理に比べて活性汚泥濃度を高め、SRT（汚泥滞留時間）を長く維持することでPVA分解菌を安定的に保持し、難分解性物質の安定的な処理とCOD（化学的酸素要求量）の低減に成功しています。なお、本設備の処理量は1,600㎥/日です。

※参照元：住友電工「繊維染色工場 排水処理能力向上」https://sei.co.jp/poreflon/case/category01.html

まとめ

繊維工場の水処理では、糊や染料などを含む排水の性状に応じた処理方式の選定が重要です。生産用水に求められる水質や排水先に関係する法規制を踏まえ、自社の製造工程や排水の水質・水量に応じた水処理設備を検討しましょう。

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