廃水処理プラントのタイプと処理工程

廃水とは、使用後の水のことで、毒性化学物質、酸、重金属、人体排泄物などの汚染物質が含まれることがあります。廃水は大きく「家庭系」と「産業系」に分けられ、家庭系は主に下水として処理されます。

一次処理（物理的処理）

一次処理では、まず大型のスクリーンで大きな固形物を除去し、続いて砂や小さな粒子を取り除く「砂除去」工程を行います。その後、沈殿槽（クラリファイア）で懸濁固形物を底に沈降させ、スラッジとして汲み上げます。汲み上げたスラッジは肥料、埋立、焼却のいずれかで処分します。残りの水は塩素や紫外線、オゾンで消毒し、必要に応じて余剰塩素を除去します。

二次処理（生物学的処理）

一次処理後の水はまだEPA基準に満たないため、微生物を利用して有機物を分解し、BOD（生化学的酸素要求量）を低減させます。好気性バクテリアが有機物を食べ、生成された汚泥は沈降槽で底に集まります。この工程は大量の酸素供給が必要なため、広い空間で行われることが多く、屋外施設が一般的です。

三次処理（高度処理）

三次処理は「高度処理」または「最終処理」とも呼ばれ、一次・二次処理だけでは除去しきれない重金属や微量有害物質を除去します。主な技術は以下の通りです。

• 蒸発・蒸留
• 微細濾過（マイクロフィルトレーション）
• 活性炭吸着
• 化学沈殿
• 脱塩素、消毒、イオン交換（カルシウム・マグネシウムイオンを水素・ヒドロキシルイオンに置換）

産業系廃水の処理

産業廃水の処理方法は業種や含有する汚染物質により異なりますが、基本的な流れは一次処理と同様に固形物除去から始まります。

• 沈降・沈殿で固形汚染物質を除去
• フィルタリングで微小粒子を除去
• 油はスキミングや油水分離装置で回収
• 有機化学物質（塗料、農薬、溶剤など）は蒸留、先進酸化、吸着、焼却、ガラス固化、埋立、化学固定などで処理
• 酸・アルカリは中和処理
• 重金属はpH調整や化学薬品添加で沈殿させ、必要に応じて焼却や高度酸化で除去

多くの産業では循環利用を推奨し、処理した水を再利用することで排水量と環境負荷を低減しています。