排水処理の基礎知識
工場や発電所、公共施設などで発生する排水は、適切に処理しなければ環境への影響や操業停止といった重大なリスクにつながります。
しかし実際の現場では、処理能力の不足や設備の老朽化、突発的な排水増加など、想定外のトラブルに悩まされるケースも少なくありません。
こうした課題に対して、どのような排水処理方法を選び、どのように対応すべきか。本記事では、排水処理の基本から代表的な処理方法、現場で起こりやすいトラブル、そしてそれらを解決する手段についてわかりやすく解説します。
👉 この記事でわかること
- 排水処理とは何か｜工場・発電所・公共施設で必要となる理由と基本
- 凝集沈殿・生物処理・吸着・バキュームカーなど、代表的な排水処理方法の違い
- 設備トラブルや処理能力不足に対応する、仮設水処理プラントの活用方法
目次
そもそも排水処理とはなんでしょうか？
排水処理は、どんな場面で、具体的にはどのような課題を解決してくれるのでしょうか。
排水処理とは？
工場や発電所、公共施設など、様々な施設を稼働していく中で排出される水や、日常生活で家庭から排出される水のことを排水と呼びます。この排水には、ごみや油汚れなどが多く含まれており、そのまま排出することはできません。
排水処理とは、河川や下水に流す前に、各施設が周辺環境に影響を与えないように排水に含まれる油分や汚れを取り除くことを指します。食品工場・金属加工工場・化学工場・製油工場・繊維工場などの生産工場、発電所や公共施設を安全に維持するためには、排水処理設備による安定的な稼働は不可欠です。
工場排水に含まれる不純物をそのまま河川に放流せず、適切に排水処理を行うことで、河川の環境保護にもつながります。
また、家庭から排出される排水は、生活排水と呼ばれ、キッチン・台所、トイレ、お風呂などで日常生活で使用した水を指します。その中でも、トイレの排水を除いたものを生活雑排水と呼びます。我々が日常生活で排出した生活排水は排水口を通って排水管を流れ、排水処理施設へと送られ処理されます。
いろいろな排水処理
ここでは従来行われてきたさまざまな工業排水の排水処理方法と特徴をご紹介します。
工場附帯の水処理設備による排水処理
工場や発電所、公共施設などが河川や下水への放流を可能にする目的で、工場附帯の設備を用いた排水処理の方法です。これを「排水処理プラント」と呼びます。
排水処理プラントは、製造ラインから排出される排水を溜める設備、汚泥・スラッジを脱水する設備、重金属・油分などを取り除く設備、薬注装置などを組み合わせて作られます。
増産による排水処理の増加時、長年の排水処理で堆積汚泥が増加し放流水が基準を満たさなくなった時や工場を集約する時、または、何らかの原因でその排水や汚泥に油や有害物が含まれていた時など、その排水や汚泥を短期間で水と固形物に分離するための設備です。
河川放流
河川放流とは、文字通り排水を河川に放流することです。
水質が悪い排水などを河川放流してしまうと、河川の水質が悪化してしまい、環境や生態系に大きな影響を与えてしまいます。そのため、河川放流に対しては、法令・条例によって厳しい排水可能基準が定められています。
これらの基準に適合しないまま排水してしまうと、行政指導の対象となってしまいます。しかし、一定の水質に満たない排水を処理する方法は、河川放流以外には下水処理施設に依頼するなどの方法が取られますが、その場合はコストの面で不利になってしまいます。
一方で、河川放流をするためには、基準に適合する排水にするための設備などの初期投資が必要とはなりますが、定められている基準を満たして河川放流が可能になれば、処理施設に依頼する場合と比較して、排水にかかるコストダウンを実現できます。
凝集沈殿法
凝集沈殿法とは、薬品を用いて、粒子を分離することで処理を行う方法です。
分離すべき粒子が小さい場合、通常の原水などを用いる方法では、粒子の分離に時間がかかってしまいます。そこで、凝集剤という薬品を用いて、微粒子をまとめて大きな固まりにすることで、効率的に分離・沈殿することができます。
処理できる対象には、有機化合物排水や無機物排水が該当します。凝集剤には、主にアルミニウム塩や鉄塩などが用いられています。また、凝集沈殿法を行う前に、生物化学的処理法などで前処理を行うことで、凝集剤の添加量を少なくすることが可能です。
凝集沈殿法の際には、大きな効果を得るためにも、投入する凝集剤の量、排水のpH、凝集槽の攪拌強度や凝集剤の鮮度にも気を付けなければなりません。
生物化学的処理法
生物化学的処理法とは、水処理技術の一つで、微生物の働きで汚水中の有機化合物を分解する処理方法です。
処理する排水を、ばっ気槽と呼ばれる槽に貯め、槽内の微生物に物質を分解させることで、処理を行います。この処理の後、排水は沈殿槽に供給され、汚泥と水を分離する工程に進みます。生物による分解を行う際は、物質を分解する微生物に対して、酸素を供給する必要があるため、散気管(散気装置)などのばっ気装置が必要となります。
生物的処理法には、活性汚泥法や散水ろ床法などの好気性菌による方法、浄化槽にみられる嫌気性菌による方法など、様々な種類があります。微生物によっては、分解できないものもあるため、適切な種類の微生物を導入することが大切です。
吸着法
吸着法とは、水処理技術の一つで、主に活性炭、ゼオライト、樹脂などの吸着剤に汚れを吸着させることで、物質を除去する方法です。水に溶けにくい物質が吸着剤に吸着される性質を用いています。処理できる対象は、無機物でない有機化合物排水です。
吸着法は、生物化学的処理法と比べて、処理水が安定している点、設置面積が小さい点、制御が容易な点、臭気に対して有効などのメリットが挙げられます。また、有機物質は生物化学的処理法では除去しにくい一方で、吸着法は極めて高い水準で除去することが可能です。
一方で、吸着された物質は、吸着剤の中に残存するため、吸着量に許容量があり、許容量を超えたものは廃棄物として処分しなければなりません。
バキュームカーによる排水処理（物理的に運び出し、産業廃棄物処理場に持ち込む方法）
工場などから発生した汚水を、バキュームカーにより運び出し、処理施設に持ち込む方法です。汲み取り車、し尿収集車としてのバキュームカーは、近年の下水道の発達により、かつてほど馴染みはありませんが、工業排水運搬などの場面では依然使用されており、排水処理に欠かせないものの一つです。
類似のものとして、廃液汚泥吸引車や吸引車が挙げられます。バキュームカーには、一般的に吸引機とタンクが装着されており、それによって汚水や汚泥を吸引し、タンクにため込むことで汚水の輸送を可能にしています。バキュームカーを利用する際は、排水の量を把握し、適切な台数のバキュームカーを利用することで、排水処理にかかわるコストダウンを図ることができます。
上記のほかに、排水発生現場に一時的に処理設備を設置する「仮設水処理」という排水処理方法もあります。
排水処理設備に発生するトラブルとは
排水処理設備において、何らかの理由により排水や汚泥の処理量が多くなると、バキュームカーでの場外運搬が困難になったり、産廃費用が高額になる問題が発生します。
高濃度汚泥や有機汚泥、汚泥に含まれる粒子が非常に小さい場合、フィルター等を用いる脱水機では処理が不十分になります。
食品工場・金属加工工場・化学工場・製油工場・繊維工場などの生産工場においてトラブルが発生すると、製造自体もストップしてしまうため企業活動に大きな損害が発生します。
近年多発している台風災害でのダム施設の水没などにより、一度に大量の含油排水が出てしまい、そのまま廃棄してしまうと河川の汚染につながるなど、生活や環境へ甚大な問題が起きてしまいます。
排水処理トラブルや設備更新時に有効な仮設水処理
セイスイ工業の提案する仮設水処理プラントは、排水や汚泥が発生する「現場」に水処理プラントを設置し、バキュームカーにより搬出を行うことなく、「現地で」「連続的に」水処理を行えます。これにより、排水を水と固形物に逐次分離し、本来廃棄すべきだった廃棄物量を大幅に削減することができます。
もちろん、分離した水はそのまま河川に放流できる水質になります。
従来のバキュームカーによる処理と比較して、特に、処理量が500㎥以上の場合には仮設水処理の有効性が高まります。
お客さまが水処理設備を更新したり改修する時には、ほとんどの場合で工場の稼働を停止されるか新しい水処理設備を作ってから改修や更新をされると思います。工場の停止期間は、そのまま損失に繋がりますが、仮設水処理プラントを導入する事で工場を停止する必要がなくなり損失を最小限に抑えます。
また、一時的な要因でお客さまの水処理設備の処理能力が不足する場合なども仮設水処理プラントを導入すれば、新規に水処理設備を建設しなくても必要な時だけ処理能力の増強ができるため安心して工場を稼働させることができます。
