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工業用水処理プロセスと化学用途
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背景
工業化の急速な発展に伴い、さまざまな工業生産における水処理の重要性がますます明らかになってきています。工業用水処理は、プロセスを円滑に進めるための重要なリンクであるだけでなく、環境規制や持続可能な開発要件を満たすための重要な手段でもあります。
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水処理タイプ
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一般的に使用される水処理薬品
カテゴリ | 一般的に使用される化学薬品 | 関数 |
凝集剤 | PAC、PAM、PDADMAC、ポリアミン、硫酸アルミニウムなど | 浮遊物質や有機物を除去する |
消毒剤 | TCCA、SDIC、オゾン、二酸化塩素、次亜塩素酸カルシウムなど | 水中の微生物(細菌、ウイルス、真菌、原生動物など)を殺します。 |
pH調整剤 | アミノスルホン酸、NaOH、石灰、硫酸など | 水のpHを調整する |
金属イオン除去剤 | EDTA、イオン交換樹脂 | 水中の重金属イオン(鉄、銅、鉛、カドミウム、水銀、ニッケルなど)およびその他の有害な金属イオンを除去します。 |
スケール防止剤 | 有機リン酸塩、有機リンカルボン酸 | カルシウムイオンとマグネシウムイオンによるスケールの形成を防ぎます。金属イオンの除去効果もある |
脱酸素剤 | 亜硫酸ナトリウム、ヒドラジンなど | 溶存酸素を除去して酸素腐食を防止します |
洗浄剤 | クエン酸、硫酸、アミノスルホン酸 | スケールや不純物を除去 |
酸化剤 | オゾン、過硫酸塩、塩化水素、過酸化水素など | 消毒、汚染物質の除去、水質改善など |
柔軟剤 | 石灰や炭酸ナトリウムなど。 | 硬度イオン(カルシウム、マグネシウムイオン)を除去し、スケール形成のリスクを軽減します。 |
消泡剤/消泡剤 | 泡を抑制または除去する | |
除去 | 次亜塩素酸カルシウム | 廃水からNH₃-Nを除去して排出基準を満たすようにする |
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供給可能:
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工業用水処理とは、工業用水およびその排水を物理的、化学的、生物学的などの方法で処理するプロセスを指します。工業用水処理は工業生産に不可欠な部分であり、その重要性は次の側面に反映されています。
1.1 製品の品質を確保する
生産ニーズを満たし、製品の品質を確保するために、金属イオン、浮遊物質などの水中の不純物を除去します。
腐食の抑制:水中の溶存酸素、二酸化炭素等は金属機器の腐食を引き起こし、機器の寿命を縮める可能性があります。
微生物の管理: 水中の細菌、藻類、その他の微生物は製品汚染を引き起こし、製品の品質と健康上の安全性に影響を与える可能性があります。
1.2 生産効率の向上
ダウンタイムの削減: 定期的な水処理により、装置のスケールや腐食を効果的に防止し、装置のメンテナンスや交換の頻度を減らし、生産効率を向上させることができます。
プロセス条件の最適化: 水処理により、プロセス要件を満たす水質を得ることができ、生産プロセスの安定性を確保します。
1.3 生産コストの削減
エネルギーの節約:水処理により、設備のエネルギー消費量が削減され、生産コストが節約されます。
スケール防止:水中のカルシウムイオンやマグネシウムイオンなどの硬度イオンがスケールを形成し、機器の表面に付着し、熱伝導効率を低下させます。
機器の寿命を延ばす: 機器の腐食やスケールを軽減し、機器の耐用年数を延ばし、機器の減価償却費を削減します。
材料消費量の削減: 水処理により、殺生物剤の廃棄物を削減し、生産コストを削減できます。
原材料消費量の削減:水処理により、廃液中に残った原材料を回収して生産に戻すことができるため、原材料の無駄が削減され、生産コストが削減されます。
1.4 環境を保護する
汚染物質の排出を削減する: 産業排水を処理した後、汚染物質の排出濃度を低減し、水環境を保護することができます。
水資源のリサイクルを実現:水処理により工業用水をリサイクルし、淡水資源への依存度を低減します。
1.5 環境規制の遵守
排出基準を満たす: 産業排水は国および地方の排出基準を満たす必要があり、水処理はこの目標を達成するための重要な手段です。
要約すると、工業用水処理は製品の品質や生産効率だけでなく、企業の経済的利益や環境保護にも関係します。科学的かつ合理的な水処理により、水資源の最適利用を実現し、産業の持続的発展を促進します。
工業用水処理は、電力、化学、製薬、冶金、食品および飲料産業などの幅広い分野をカバーしています。その処理プロセスは通常、水質要件と排水基準に従ってカスタマイズされます。
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2.1 流入水処理(原水前処理)
工業用水処理における原水の前処理には、主に一次ろ過、凝集、凝集、沈殿、浮選、消毒、pH調整、金属イオン除去、最終ろ過が含まれます。一般的に使用される化学物質には次のようなものがあります。
凝固剤・凝集剤:PAC、PAM、PDADMAC、ポリアミン、硫酸アルミニウムなど。
●柔軟剤:石灰、炭酸ナトリウムなど。
消毒剤:TCCA、SDIC、次亜塩素酸カルシウム、オゾン、二酸化塩素など。
●pH調整剤:アミノスルホン酸、水酸化ナトリウム、石灰、硫酸など。
金属イオン除去剤EDTA、イオン交換樹脂等、
スケール防止剤:有機リン酸塩、有機リンカルボン酸など。
●吸着剤:活性炭、活性アルミナなど。
これらの化学薬品を組み合わせて使用すると、工業用水処理で水中の浮遊物質、有機汚染物質、金属イオン、微生物を効果的に除去し、水質が生産ニーズを確実に満たし、その後の処理の負担を軽減するのに役立ちます。
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2.2 プロセス水処理
工業用水処理におけるプロセス水処理には、主に前処理、軟化、脱酸、鉄およびマンガンの除去、脱塩、滅菌および消毒が含まれます。水質を最適化し、さまざまな産業機器の正常な動作を確保するために、各段階で異なる化学薬品が必要になります。一般的な化学物質には次のようなものがあります。
凝固剤および凝集剤: | PAC、PAM、PDADMAC、ポリアミン、硫酸アルミニウムなど |
柔軟剤: | 石灰や炭酸ナトリウムなど。 |
消毒剤: | TCCA、SDIC、次亜塩素酸カルシウム、オゾン、二酸化塩素など |
pH調整剤: | アミノスルホン酸、水酸化ナトリウム、石灰、硫酸など。 |
金属イオン除去剤: | EDTA、イオン交換樹脂 |
スケール防止剤: | 有機リン酸塩、有機リンカルボン酸など |
吸着剤: | 活性炭、活性アルミナなど |
これらの化学薬品は、さまざまな水処理プロセスの組み合わせを通じてプロセス水のさまざまなニーズを満たし、水質が生産基準を確実に満たし、設備損傷のリスクを軽減し、生産効率を向上させることができます。
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2.3 循環冷却水処理
循環冷却水処理は工業用水処理の非常に重要な部分であり、特にほとんどの産業施設 (化学工場、発電所、製鉄所など) では、装置やプロセスの冷却に冷却水システムが広く使用されています。循環冷却水システムは、水の量が多く、頻繁に循環するため、スケール、腐食、微生物の増殖、その他の問題が発生しやすくなります。したがって、これらの問題を制御し、システムの安定した稼働を確保するには、効果的な水処理方法を使用する必要があります。
循環冷却水処理は、システム内のスケール、腐食、生物学的汚染を防止し、冷却効率を確保することを目的としています。冷却水の主要パラメータ (pH、硬度、濁度、溶存酸素、微生物など) を監視し、目的の処理に向けて水質の問題を分析します。
凝固剤および凝集剤: | PAC、PAM、PDADMAC、ポリアミン、硫酸アルミニウムなど |
柔軟剤: | 石灰や炭酸ナトリウムなど。 |
消毒剤: | TCCA、SDIC、次亜塩素酸カルシウム、オゾン、二酸化塩素など |
pH調整剤: | アミノスルホン酸、水酸化ナトリウム、石灰、硫酸など。 |
金属イオン除去剤: | EDTA、イオン交換樹脂 |
スケール防止剤: | 有機リン酸塩、有機リンカルボン酸など |
吸着剤: | 活性炭、活性アルミナなど |
これらの化学物質と処理方法は、スケール、腐食、微生物汚染を防止し、冷却水システムの長期安定した動作を確保し、機器の損傷とエネルギー消費を削減し、システム効率を向上させるのに役立ちます。
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2.4 廃水処理
産業排水の処理工程は、排水の性状や処理目的に応じて、主に前処理、酸塩基中和、有機物・懸濁物質の除去、中・高度処理、消毒・滅菌、汚泥処理などの多段階に分かれます。そしてリサイクル水処理。各リンクでは、廃水処理プロセスの効率と徹底性を確保するために、異なる化学物質を連携させる必要があります。
産業排水処理は、排出基準を満たし、環境汚染を軽減するために、物理的、化学的、生物学的の 3 つの主要な方法に分けられます。
物理的方法:沈殿、ろ過、浮選など
化学的方法:中和、酸化還元、化学沈殿。
生物学的方法:活性汚泥法、メンブレンバイオリアクター(MBR)など
一般的な化学物質には次のようなものがあります。
凝固剤および凝集剤: | PAC、PAM、PDADMAC、ポリアミン、硫酸アルミニウムなど |
柔軟剤: | 石灰や炭酸ナトリウムなど。 |
消毒剤: | TCCA、SDIC、次亜塩素酸カルシウム、オゾン、二酸化塩素など |
pH調整剤: | アミノスルホン酸、水酸化ナトリウム、石灰、硫酸など。 |
金属イオン除去剤: | EDTA、イオン交換樹脂 |
スケール防止剤: | 有機リン酸塩、有機リンカルボン酸など |
吸着剤: | 活性炭、活性アルミナなど |
これらの薬剤を効果的に使用することで、工場排水を基準に沿って処理・排出し、さらには再利用することができ、環境汚染や水資源の消費量の削減に貢献します。
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2.5 再生水処理
循環水処理とは、処理後の工場排水を再利用する水資源管理方法です。水資源の不足が深刻化する中、多くの産業分野では水資源の節約だけでなく、処理・排水のコストも削減するリサイクル水処理手段が採用されています。再生水処理は、廃水中の汚染物質を除去し、再利用できる水質にすることが重要であり、高い処理精度と技術が求められます。
リサイクル水の処理プロセスには主に次の主要なステップが含まれます。
前処理:PAC、PAMなどを使用して、不純物やグリースの大きな粒子を除去します。
pH調整:pH を調整するには、水酸化ナトリウム、硫酸、水酸化カルシウムなどが一般的に使用されます。
生物学的処理:有機物を除去し、微生物の分解をサポートし、塩化アンモニウム、リン酸二水素ナトリウムなどを使用します。
化学処理:有機物と重金属の酸化的除去、一般的に使用されるオゾン、過硫酸塩、硫化ナトリウムなど。
膜分離:逆浸透、ナノ濾過、限外濾過技術を使用して溶解物質を除去し、水質を確保します。
消毒:微生物を除去し、塩素、オゾン、次亜塩素酸カルシウムなどを使用します。
監視と調整:再利用水が基準を満たしていることを確認し、調節器や監視装置を使用して調整します。
消泡剤:液体の表面張力を低下させ、泡の安定性を破壊することにより、泡を抑制または除去します。 (消泡剤の適用シナリオ:生物処理システム、化学排水処理、医薬品排水処理、食品排水処理、製紙排水処理など)
次亜塩素酸カルシウム:アンモニア性窒素などの汚染物質を除去します。
これらのプロセスと化学薬品を適用することで、処理された廃水の品質が再利用基準を満たし、工業生産で効果的に使用できるようになります。
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工業用水の処理は、現代の工業生産の重要な部分です。そのプロセスと化学薬品の選択は、特定のプロセス要件に従って最適化する必要があります。薬剤の合理的な使用は、処理効果を向上させるだけでなく、コストを削減し、環境への影響を軽減することができます。将来的には、技術の進歩と環境保護要件の改善に伴い、工業用水処理はよりインテリジェントでグリーンな方向に発展するでしょう。
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