水の浄化に使用される主な化学薬品とは

都市や町の下水は環境へ放流する前に処理が必要です。河川や貯水池の水は微生物や有機化合物、化学汚染物質を含むことが多く、水処理プラントでは様々な化学薬品を用いて消毒・浄化を行います。

塩素 (Cl₂)

世界保健機関（WHO）の「飲料水水質指針」（2004）によると、塩素は最も一般的に使用される一次消毒剤です。塩素は有機化合物と反応し、水中の細菌などの微生物を殺菌します。ただし、塩素は二酸化塩素ほどの殺菌力はなく、トリハロメタンなどの副生成物が生成されるため、除去が必要です。

二酸化塩素は非常に強力な消毒剤で、濃度0.1 ppm（百万分の0.1）でも微生物を死滅させます。また、pH変動が大きくても効果を維持します。一方、分解するとクロライト（ClO₂⁻）が生成するため、水処理プラントではクロライト濃度の管理が求められます。

オゾンは酸素分子（O₂）に対し、1つの酸素原子が余分に付いた分子です。強力な酸化剤として、ウイルスや細菌の有機成分を破壊し、殺菌します。寿命が短く残留物を残さない点が利点ですが、腐食性が高いため、耐食性金属や特殊設備が必要です。

水処理の前段階でpHを調整するために、塩酸（HCl）と水酸化ナトリウム（NaOH）が使用されます。NaOHは強塩基でpHを上昇させ、塩酸は強酸でpHを低下させます。適正なpHは後続の消毒や凝集プロセスの効率を高めます。

硫酸鉄（Fe₂(SO₄)₃）や硫酸アルミニウム（Al₂(SO₄)₃）などの化合物は凝集剤として機能し、懸濁粒子を凝集させて沈降しやすくします。これにより、濾過や沈降処理が容易になります。

カルシウム炭酸塩（CaCO₃）などの不溶性化合物は、配管や機器表面にスケールを形成します。リン酸（H₃PO₄）などのスケール抑制剤を添加することで、スケールの付着を防止し、設備の長寿命化を図ります。