排水の物理的・化学的処理とは？

物理的・化学的処理とは？

排水処理技術とは、排水に存在する汚れとしてBODやCODで検出される粒子や有機物などの溶解物質を水から分離する、もしくは無害な安定したCO2などの物質に変化させて除去する手段のこと。処理方法は、物理処理、化学処理、物理化学処理、生物処理に分けられます。小規模排水処理技術にはさまざまなものがありますが、基本的には、一般的な排水処理方法を利用しています。

重金属などの有害物質を含む排水については排出量に関係なく処理が必要で、人体に有害な成分は浄化用の微生物の作用を阻害するために生物処理は用いられませんので、沈降分離装置や膜分離、イオン交換などの物理化学処理が必要です。

また、食堂・厨房や食品工場などから排出される排水については、BODやCODとして検出される生物処理が可能な有機物を豊富に含んでいるめ、主に生物処理が用いられます。この場合は油分が含まれる排水も多いため、これを浮上させて除去する処理方法もあります。その他、物理化学処理と生物処理を組み合わせた方法や、事業場排水と家庭排水の処理系統の一本化した排水処理システムなども存在します。

排水に物理的・化学的処理を行うメリット

環境汚染を防ぐため、世界各国が工場が出す排水に含まれる無機・有機物に関して、この値を超えてはならないという基準を定めています。行政機関は、河川や海の汚染を防ぐため、工場が排水を行っている河川などを定期的にモニタリングしていて、そこに含まれる指定物質が規定の基準を超えていないかを厳しくチェック。

工場の排水に関しては、行政が定めた数値をギリギリクリアしていればいいというものではなく、その数値を守っていなければ、場合によっては操業停止などの行政処分が課されることもあります。また、行政の発表や報道が行われることで、企業経営に大きなダメージを与える可能性も。

さらに、工場の操業は必ずしも一定ではありません。生産品目や生産量が変われば排水に含まれる汚濁物質の種類や量も変動するもの。工場では行政が定める基準よりも厳しい社内基準を設けて排水処理がされているのが一般的で、汚濁物質の種類や量が変動することなども考慮して、余裕を持って基準をクリアするように日々運用されています。

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物理的処理の方法

物理的処理は、大部分が凝集反応を利用した固液分離技術です。生物処理とは違い、物質の比重差を利用した沈殿、浮上、遠心分離、ろ過などで水と汚濁物質を分離します。ただし処理方法によって分離の度合いが変化するため、問題なく使用できるまでに再生するには複数の処理技術を組み合わせるといった工夫が必要です。

セパレーターサイクロン遠心分離機

固体・液体の比重差を利用したサイクロン式セパレーターや、遠心力を利用した遠心分離機などにより、固体と液体を分離する固液分離の代表的な手法です。

スクリーン

円・角型の棒や板などを一定の間隔で固定したバースクリーンに排水を通すことで、ある程度の大きさの粗粒を分離します。

浮上分離・沈殿分離

浮上分離は、水に浮く比重の軽い汚れや粒子を液体上部から分離することです。沈殿分離は浮上分離とは逆で、水よりも比重が重い、水中に沈んだ沈殿物を排出処理することで固形分を分離します。

凝集剤の利用

凝集剤を利用して、水に含まれる微細粒子や溶け込んでいる物質を粗大化し、沈殿・ろ過などによって処理します。

ろ過

排水を砂濾過・濾布（化学繊維）、水処理膜（フィルター）等に通し、ろ過用の布やフィルターよりも大きいサイズの粒子を分離する方法です。

マグネット

強力なマグネットにより、鉄粉などの固形物を吸着除去する方法。工業分野の排水処理で利用されます。