地下水中のイオン除去方法と最新技術の解説

地下水で一般的に除去されるイオンはカルシウムとマグネシウムで、これらは水の硬度を構成します。このプロセスは「軟化」と呼ばれ、井戸水や池の水処理と組み合わせて利用されます。産業・軍事分野では、金や銀といった貴金属の回収や、海水淡水化など大規模プロジェクト向けにさまざまなイオン除去システムが導入されています。

イオン特異的樹脂

硬度イオンは配管を腐食・詰まらせ、洗濯時の洗剤使用量を増やします。軟化装置は、ナトリウムイオンと交換させることで硬度イオンを除去し、強塩化ブラインで再生しますが、ブラインの処理が課題です。そのため、電気電流でナトリウムイオンを再充填する無塩軟化装置が登場しています。陽イオン樹脂はバリウム、銅、亜鉛などの陽イオンを除去し、陰イオン樹脂は硝酸塩や硫酸塩などの陰イオンを除去します。混合床樹脂を使用し、イオンベッドの前に炭素フィルタや微細フィルタを設置して粒子を除去し、樹脂寿命を延長します。

その他のイオン除去技術

電気透析は一定電圧を加えてカルシウム・マグネシウムを分離し、ナノフィルトレーションは商用膜で硬度を直接除去します。硝酸塩はイオン交換と生物学的脱窒の組み合わせで除去されます。水生植物は重金属汚染の除去に有効で、微細藻類や水草は鉛濃度を最大97％低減できます。逆浸透装置は大規模な海水淡水化だけでなく、船舶や航空機の緊急用小型システムにも利用されています。