
工業用水処理プロセスと化学アプリケーション


背景
工業化の急速な発展に伴い、様々な工業生産における水処理の重要性がますます高まっています。工業用水処理は、プロセスの円滑な進行を確保するための重要な手段であるだけでなく、環境規制や持続可能な開発の要件を満たすための重要な手段でもあります。

水処理の種類

一般的に使用される水処理薬品
カテゴリ | よく使用される化学物質 | 関数 |
凝集剤 | PAC、PAM、PDADMAC、ポリアミン、硫酸アルミニウムなど。 | 浮遊物質と有機物を除去する |
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)やその他の有害な金属イオンを除去します。 |
スケール抑制剤 | 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形成を抑制します。また、金属イオンの除去効果もあります。 |
脱酸素剤 | 亜硫酸ナトリウム、ヒドラジン等 | 溶存酸素を除去して酸素腐食を防ぐ |
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取り除く |
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、水質の改善など |
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 | 排水からNH₃-Nを除去して排出基準を満たす |

当社が供給可能な水処理薬品:

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、その他の方法を用いて処理するプロセスを指します。工業用水処理は産業生産に不可欠な要素であり、その重要性は以下のような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、二酸化炭素など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。
微生物の制御: 水中の細菌、藻類、その他の微生物は製品の汚染を引き起こし、製品の品質と健康上の安全性に影響を及ぼす可能性があります。
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、機器のスケールや腐食を効果的に防止し、機器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: 水処理を通じて、プロセス要件を満たす水質が得られ、生産プロセスの安定性が確保されます。
1.3 生産コストの削減
エネルギーを節約: 水処理により、設備のエネルギー消費を削減し、生産コストを節約できます。
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て熱伝導効率を低下させます。
設備寿命の延長: 設備の腐食やスケールの発生を抑え、設備の耐用年数を延ばし、設備の減価償却コストを削減します。
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、廃液に残っている原材料を回収して生産に再利用できるため、原材料の無駄が減り、生産コストが下がります。
1.4 環境を守る
汚染物質の排出を削減: 産業廃水を処理した後、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:水処理を通じて工業用水をリサイクルし、淡水資源への依存を減らすことができます。
1.5 環境規制の遵守
排出基準を満たす: 産業廃水は国および地域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。
まとめると、工業用水処理は製品の品質と生産効率だけでなく、企業の経済的利益と環境保護にも関係しています。科学的かつ合理的な水処理を通じて、水資源の最適な利用を実現し、産業の持続可能な発展を促進することができます。
工業用水処理は、電力、化学、製薬、冶金、食品・飲料産業など、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、水質要件と排出基準に応じてカスタマイズされます。



2.1 流入水処理(原水前処理)に使用する薬品と原理
工業用水処理における原水前処理は、主に一次ろ過、凝集、フロック形成、沈殿、浮上、消毒、pH調整、金属イオン除去、最終ろ過から構成されます。一般的に使用される薬品は以下のとおりです。
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。
軟化剤: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
これらの化学物質を組み合わせて使用することで、工業用水処理において水中の浮遊物質、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満たすことを保証し、その後の処理の負担を軽減することができます。

2.2 プロセス水処理の化学薬品と原理
工業用水処理におけるプロセス水処理は、主に前処理、軟化、脱酸素、鉄・マンガン除去、脱塩、殺菌、消毒から構成されます。各工程では、水質を最適化し、様々な工業設備の正常な動作を確保するために、それぞれ異なる薬品が必要となります。一般的な薬品には以下のものがあります。
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 |
スケール抑制剤: | 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、水質が生産基準を満たすことを保証し、機器損傷のリスクを軽減し、生産効率を向上させます。

2.3 循環冷却水処理の薬品と原理
循環冷却水処理は工業用水処理において非常に重要な部分であり、特に化学工場、発電所、製鉄所などの多くの産業施設では、冷却水システムが機器やプロセスの冷却に広く使用されています。循環冷却水システムは、水量が多く、頻繁に循環するため、スケール付着、腐食、微生物の増殖などの問題が発生しやすいです。そのため、これらの問題を抑制し、システムの安定した運転を確保するために、効果的な水処理方法を採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、生物学的汚染を防ぎ、冷却効率を確保することを目的としています。冷却水中の主要パラメータ(pH、硬度、濁度、溶存酸素、微生物など)を監視し、水質問題を分析することで、的確な処理を実現します。
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 |
スケール抑制剤: | 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 |
これらの化学薬品と処理方法は、スケール、腐食、微生物汚染を防ぎ、冷却水システムの長期にわたる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。

2.4 廃水処理の化学物質と原理
産業廃水処理プロセスは、廃水の特性と処理目的に応じて複数の段階に分けられ、主に前処理、酸塩基中和、有機物および浮遊物質の除去、中間処理および高度処理、消毒・殺菌、汚泥処理、再生水処理などが含まれます。各段階では、廃水処理プロセスの効率と徹底性を確保するために、異なる化学物質を併用する必要があります。
産業廃水処理は、排出基準を満たし、環境汚染を削減するために、物理的、化学的、生物学的の3つの主な方法に分けられます。
物理的方法:沈殿、濾過、浮上等
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、膜分離活性汚泥法(MBR)など
一般的な化学物質には以下のものがあります:
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 |
スケール抑制剤: | 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 |
これらの化学物質を効果的に使用することで、産業廃水を基準に従って処理・排出し、再利用することが可能となり、環境汚染や水資源の消費を削減することができます。

2.5 再生水処理の薬品と原理
再生水処理とは、処理後の産業廃水を再利用する水資源管理手法を指します。水資源の逼迫が深刻化する中、多くの産業分野で再生水処理対策が採用されており、水資源の節約だけでなく、処理・排出コストの削減にもつながっています。再生水処理の鍵は、廃水中の汚染物質を除去し、水質を再利用の要件を満たすようにすることであり、そのためには高い処理精度と技術が求められます。
リサイクル水処理のプロセスには、主に次の重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を調整するのに一般的に使用される化学物質には、水酸化ナトリウム、硫酸、水酸化カルシウムなどがあります。
生物学的処理:有機物を除去し、微生物による分解を促進し、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:有機物や重金属の酸化除去には、オゾン、過硫酸塩、硫化ナトリウムなどが一般的に使用されます。
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:再利用される水が基準を満たしていることを確認し、調整器と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で泡を抑制または除去します。(消泡剤の適用シナリオ:生物学的処理システム、化学廃水処理、製薬廃水処理、食品廃水処理、製紙廃水処理など)
次亜塩素酸カルシウム:アンモニア態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物質を適用することで、処理された廃水の品質が再利用基準を満たすようになり、工業生産に効果的に使用できるようになります。



工業用水処理は現代の工業生産において重要な部分を占めています。そのプロセスと薬剤の選択は、具体的なプロセス要件に応じて最適化する必要があります。薬剤の合理的な適用は、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。今後、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へと発展していくでしょう。
