水処理とは？種類や仕組みの基礎知識を解説｜トラブルを解決する仮設水処理の可能性
私たちが生きていくために欠かすことができない水。飲料用水としての重要性はもちろんのこと、生活用水、農業用水、産業用水など様々な場面で水は非常に重要な存在となります。一方で、汚れた水をきれいな状態で自然に戻すことも人間としての責務です。水をきれいな状態に戻す作業を「水処理」と言います。
水処理とはどのようなものか、水処理を行う際に起こりやすいトラブル、水処理施設の必要性、仮設水処理の可能性などをご紹介します。
改めて水処理とは何かを振り返る
1度使用して汚れた水を再び自然に戻すためにきれいな状態にする水処理。ここでは水処理の必要性と方法、水処理が行われている場所をご紹介します。
水処理は何のために必要か
水処理を行う理由は汚れた水をきれいな状態にしてから自然に戻すだけではありません。例えば、私たちが飲む水道水も水処理されています。川の水を直接飲むことはできないので、浄水場で水処理を行い、飲める状態にしてから水道管を通して家庭に届きます。他には、海水を水処理して飲料用水にする設備もあり、日本だけでなく海外でもこのような設備があります。
また、精密機械などを作る工場では不純物が全くない水「純水」を作り出すために水処理を行います。ただこれらに共通するのは「汚れた水をきれいにする」という点です。そのまま用いると不都合が生じるから水処理を実施します。工場で汚れた水を川に戻す際に水処理を行うのも、そのまま流せば河川の汚染につながってしまうから。
汚れのレベルの違いはどうであれ、水処理なしに私たちの生活は全く成り立たないことは明らかです。
水処理はどのようにして行う？
水処理はどのように行われるものなのか。その方法は大きく2つに分けられます。まず1つ目は物理的処理です。
物理的処理は、重金属などの物質を含んだ工業廃水に用いられます。遠心分離機を利用して固体と液体を分離させるほか、水に浮く汚れもしくは底に沈む汚れを処理する浮上分離・沈殿分離、他には脱水・凝集・ペーハー処理など、有害物質を見つけ出して処理するのが物理的処理です。
もう1つは生物的処理です。生物的処理は酸素を使って処理するほか、微生物処理などが一般的です。
中でも、微生物処理は、微生物を利用して水をきれいにする方法で、主に生活排水に活用されます。まず排水を曝気槽(ばっきそう)と呼ばれる水槽に入れ、この水槽の中にいる微生物が排水中の物質を分解します。分解処理した排水は沈殿槽に送られて、水と汚れに分離させてから自然に戻されます。
微生物にも分解できる物質、できない物質があるため、適した微生物を利用することが大切です。
最も身近な水処理が行われている場所とは
では、私たちの生活で一番身近な場所で水処理が行われているのはどこか？ということですが、一番は下水処理です。下水道を通じて生活排水が下水処理場に流入し、沈殿池などを活用して汚泥を取り除きます。水中にある有害物質を除去するため、微生物のいるタンクを通し、ろ過装置や消毒施設を経て、水質検査を行った上で海や川に戻すのです。
この下水処理に関して、業務に携わったことのある人の8割が課題を実感していることがセイスイ工業株式会社の行ったアンケートで明らかになっています。
出典元：セイスイ工業株式会社（https://seisui-kk.com/）
下水処理場の耐用年数が超過しているケースが目立ち、設備の故障が起こりやすい状況にあります。結果的に水質悪化につながるほか、排水を処理しきれない問題など、様々な問題が生じる可能性が出ており、回りまわって私たちの生活に影響を及ぼしかねない事態です。
下水処理場の設備更新には相当な費用が掛かり、慢性的な財政難が続く自治体では工面しきれない現状も無視できません。かといって、設備を新しいものにしないと問題解決にはつながらないため、この部分が大きな課題になっています。
水処理を行う上で起きやすいトラブル
下水処理場でも様々な問題があるように、水処理を行う際には色々なトラブルが巻き起こります。この項目では先に水処理業務を行う管理者や技術者を対象にしたアンケート結果をご紹介します。セイスイ工業は、水処理のプロフェッショナルとして、水害時などに大量発生する汚泥・排水処理の課題を解決するべく、仮設水処理システムをご提供しております。
出典元：セイスイ工業株式会社（https://seisui-kk.com/）
水処理を行う工場では自前の水処理施設を常設させるケースが多く、アンケートでは9割の工場で水処理設備があるという結果が出ています。
出典元：セイスイ工業株式会社（https://seisui-kk.com/）
調査結果では実に8割で水処理に関して困った経験があると回答しており、その多さに驚きを覚える人も多いのではないでしょうか。
出典元：セイスイ工業株式会社（https://seisui-kk.com/）
ここから先は困った経験のランキング上位に出てきたものを中心に、トラブルの傾向をご紹介します。
水質悪化のトラブル
下水処理場でのアンケートでもトップだった、水質悪化のトラブル。水質悪化を招く最大の要因は処理能力の限界です。処理能力を上回る排水量だった場合、処理しきれないため、水質が悪化します。
一方で、水処理施設の改善や設備更新などを行って処理能力を高めることはでき、早めに対策を立てれば水質悪化の影響は最小限に抑えられます。しかし、設備の更新にはお金がかかるため、だましだまし使ってしまうケースも。すると、修理・メンテナンスをすべきタイミングにもかかわらず、仕方なく使っていくことになり、さらに状況を悪化させ、大幅な水質悪化につながってしまうのです。
行き着く先は下水処理場の受け入れ拒否や機能停止という大打撃。下水処理場の受け入れ拒否や機能停止という事態を招く前に、素早い手を打つことがトラブルの影響を最小限に食い止めることにつながります。
工場に至っては、操業停止という大打撃を受ける可能性もあります。
施設の老朽化
水質悪化と同じくらい、水処理業務を行う人たちを困らせているのが施設の老朽化。下水処理場を持つ自治体を始め、施設の老朽化が問題になっており、全面的な設備の更新をしなければならないのに、費用的な制約によって更新できないケースが目立ちます。
老朽化は処理能力の低下を招き水質悪化のリスクを高めるほか、最悪の場合だと汚泥を流出させてしまう事態を引き起こします。民間企業であれば行政指導が入ることもあり、行政指導が入れば企業イメージは落ちてしまうため、それだけは避けなければなりません。
一方で、設備更新のコストは高額となる場合があり、経営体力的に設備更新が厳しい場合も。水処理施設を常設すると、修理時の対応や更新時のコストをどうするかについて管理者たちが頭を悩ませることになります。
臭気のトラブル
水処理の現場で避けては通れないのが臭気。排水そのものの臭いや排水を処理する際に用いる化学薬品の臭いなど、様々な臭いがトラブルを誘発します。
産業排水を処理する施設などでは硫化水素などの臭いが発生しやすく、周囲に影響を与えることがあります。また生物的処理を行う場合、曝気槽（ばっきそう）で微生物の働きにより有機物の分解を進めますが、ここがうまくいかないと微生物が上手く働かず、臭いが残ることになってしまいます。
脱臭設備の確保など臭気トラブルを防ぐ対策はいくつもありますが、やはり施設の老朽化などが影響を及ぼすことがあります。
その他のトラブル
水質悪化や施設の老朽化などのトラブル以外には、運転管理の問題やキャパシティオーバー、人員不足、コストの問題を挙げるケースが目立ちました。設備管理をどうするか、コストをどう考えるか、環境に配慮した取り組みをどのように行っていくかなど、トラブルになりそうなことがまだまだあります。
水処理施設には維持管理の費用が掛かる
水処理施設では、水質悪化と施設の老朽化の2つが大きな問題点となっていますが、水質悪化は施設の老朽化が誘発している部分があるため、水処理をスムーズに行うには設備を更新するか、設備の修理を行うことが求められます。
しかし、簡単に修理ができない事情があります。本来修理を行うには水処理施設全体を止める必要があるので、排水処理そのものを止めなければならないからです。排水処理全体を止めることは工場の稼働を止めることになるため、稼働が停止する分、生産性が落ちます。また災害などが発生して水処理が過大に必要な場合、今ある処理能力では捌き切れないことがあります。
一時的なキャパシティ増強を行う場合、バキュームカーを活用して処理を行ってきたケースがほとんど。しかし、バキュームカーではコストがかかるほか、発生箇所から廃棄場所まで輸送しなければいけない分、CO²を多く排出し環境的に悪影響を及ぼします。そして、バキュームカーの場合、水分が多く含まれているため、本来捨てなくてよかった水まで捨てることから、最終的に廃棄物が多く出てしまい、コスト増につながるのです。
そんな時に頼りになるのが仮設水処理です。仮設水処理を用いることでバキュームカーに頼らず、排水処理が行えるほか、廃棄物を減らすことができ、処理コストを減らせるのです。
仮設水処理とは何か
では、仮設水処理とはどういうものなのか。仮設水処理は、水処理施設を仮設で用意して現場で稼働させていくやり方です。常設の水処理施設を作れば維持管理費がかかりますが、仮設であればレンタル費用だけで済みます。
常設の水処理施設で修理を行う場合、修理箇所だけを仮設水処理でカバーすれば、工場の稼働を止めないで作業が行えるほか、災害があってたくさんの水処理を余儀なくされた場合も、仮設水処理で一時的に処理能力を高められ、事が済めばお役御免。
あくまでも仮設なので、何か問題が生じた際に用いることにはなりますが、困った時に力強くサポートしてくれる救世主であることは間違いありません。
現状では仮設水処理というやり方は世間にあまり認知はされていませんが、その仕組みを知れば、環境にも優しく、効果があることは明らかです。
今までであれば、修理をしたくても工場の稼働を止めたくないのでだましだまし使っていき、設備が古くなってきた中で大きなトラブルが生じるという悪循環に陥ることがあったかもしれません。仮設水処理を適したタイミングで利用すれば、生産性を落とすことなく、修理が行えて設備を有効活用できます。
処理能力を一時的に上げないといけない場合、今までならバキュームカーしか選択肢がなく、大量のゴミが生じ、コストの増大につながっていたはずです。それが仮設水処理を活用すれば今までより大幅にゴミの量を減らせて、コストも一気に減らすことができます。
飲み水や工業用水などは基本的に淡水を用いますが、地球上に淡水は多くなく、水のほとんどは海水。地球全体の淡水の割合は3％にも満たないくらいなので、かなり少ないことが分かります。しかも、その淡水もその多くは氷山とされ、すぐに使える淡水となると0.01％程度しかないのが実情です。そのため、海水から水を作り出す技術が世界中で使われているほか、気候変動や人口爆発によって、水の存在が大きくクローズアップされる時代となりました。
水ビジネスも今後100兆円レベルの市場規模になる可能性があるとされ、その中でも下水処理は上水と同じくらいの市場規模になると想定されています。
現状、発展途上国では生活排水を全く処理せず、河川などに流しているケースが目立ち、水質汚染が問題視され、様々な経済的損失を生み出しています。日本では水道技術など技術力が高く、今ある水処理の技術を有効活用できれば世界の衛生環境を大きく変えるだけのポテンシャルを秘めているのです。
セイスイ工業株式会社について
仮設水処理のレンタルを行っているセイスイ工業株式会社は1974年の創業から水処理を手掛けており、水処理に関するトラブルに迅速に対応します。また、セイスイ工業では産廃費用の圧縮のための提案も行い、セイスイ工業が開発した技術を活用して汚染土壌の多くを再利用させることができ、廃棄物処理する土壌を軽減しています。
他にもセイスイ工業が生み出した技術は東京スカイツリーや東京湾アクアラインの建設にも利用されているほか、仮設水処理を使ってコストカットや生産性低下の防止などにつなげているのです。
まとめ
私たちの生活に欠かせない水は、水処理によって成り立っているとともに、衛生環境の良さは水処理なしにあり得ないことは明らかです。セイスイ工業ではそのサポートを行い、万が一の時には急いで駆けつけ、ピンチを脱するお手伝いを行います。
仮設水処理があることで、常設の水処理施設の修理を工場の稼働を停止させずに行えるため、生産性低下を避けられます。そして、だましだまし使い続ける必要もなく、修理すべきタイミングですぐに修理が行えるのが仮設水処理のメリット。廃棄物を必要以上に出さず、コストも削減できるとなれば、仮設水処理を使わない手はありません。