水処理にはどのような機器が必要ですか?
都市の給水システムであっても、産業廃水処理または農村の飲料水の浄化には、水処理装置が不可欠な鍵となります。では、水処理にはどのような装置が必要ですか? これらの装置はどのように連携するのでしょうか?
この記事では、水処理プロセスにおける一般的な機器とその機能について詳しく紹介します。
水処理の基本プロセス
具体的な設備を理解する前に、水処理の基本的なプロセスを簡単に紹介する必要があります。水処理は一般的に、前処理、一次処理、二次処理、三次処理の 4 つの主要な段階に分けられます。各段階には特定の目標と方法があり、異なる処理方法を達成するには対応する設備が必要です。
1. 前処理
前処理の目的は、水中の大きな粒子や浮遊物質を除去し、その後の治療機器治療効果を高めます。
2. 一次治療
一次処理では、主に物理的および化学的手段によって水中の浮遊物質と一部の有機物を除去します。
3. 二次処理
二次処理は主に生物処理と物理化学処理により溶解性有機物と微細懸濁物質を除去します。
4. 三次処理
三次処理は深層処理段階であり、主に窒素、リン、重金属、微量汚染物質などの水中の特定の汚染物質を除去し、消毒を行います。
水処理に必要な機器
1. 前処理装置
1.1 スクリーンとスクリーン
● 機能: 葉、ビニール袋、ゴミなど、水中の大きな粒子や浮遊物を取り除きます。
●設備：粗目スクリーン、細目スクリーン、ドラムスクリーン等
1.2 グリットチャンバー
機能：重力沈殿により水中の砂や砂利などの無機粒子を除去します。
設備: 水平沈砂室、垂直沈砂室、サイクロン沈砂室。
1.3 前酸化装置
● 機能：酸化剤の添加により有機物や金属イオンを予備酸化し、臭気を抑制し、微生物の増殖を防ぎます。
●設備：塩素注入装置、オゾン発生装置等
2. 一次処理装置
2.1 凝固装置
● 機能：凝集剤を加えることで、微細な浮遊物質がより大きな凝集粒子に凝縮されます。
●設備：凝固槽、機械撹拌機、投与装置等
2.2 凝集装置
● 機能：凝固により形成された凝集粒子をさらに凝集させ、沈殿しやすくします。
●設備：凝集槽、凝集撹拌機等
2.3 沈殿装置
● 機能：重力沈降により水から凝集粒子を分離し、沈殿槽の底に堆積する汚泥を形成します。
●設備：沈殿槽、傾斜管沈殿装置等
3. 二次処理装置
3.1 生物処理装置
● 機能：微生物の代謝を通じて水中の有機汚染物質を除去します。
●設備：活性汚泥システム、散水床、生物濾過装置、逐次回分反応装置（ＳＢＲ）等
3.2 濾過装置
● 機能：物理的なろ過により水中の浮遊物質や微生物を除去します。
●設備：砂ろ過器、炭素ろ過器、膜ろ過器（限外ろ過、精密ろ過）等
4. 三次処理装置
4.1 高度酸化装置
● 機能：強力な酸化手段により難分解性有機物と微量汚染物質をさらに分解します。
●設備：オゾン発生器、紫外線消毒装置、過酸化水素注入装置等
4.2 脱窒・リン除去装置
● 機能：化学沈殿または生物学的処理により、水から窒素およびリン化合物を除去します。
●設備：生物学的脱窒槽、化学沈殿槽、膜分離活性汚泥法（ＭＢＲ）等
4.3 消毒装置
● 機能: 物理的または化学的方法により水中の病原微生物を殺し、水質の安全性を確保します。
●設備：塩素注入装置、二酸化塩素発生装置、紫外線消毒装置等
最新の水処理技術と設備
科学技術の発展に伴い、水処理技術は絶えず革新しており、一部の現代の水処理装置は処理効率と水質の改善に重要な役割を果たしています。
1. 逆浸透（ロ）システム
● 機能: 半透膜を通して水から溶解塩、重金属、有機物、微生物を除去します。
●設備：高圧ポンプ、RO膜部品、前処理装置（活性炭フィルター、限外濾過膜など）など
●用途：海水淡水化、高純度水製造、飲料水浄化など
2. 限外濾過（フロリダ大学）およびナノ濾過（NF）システム
● 機能: さまざまな孔サイズの膜を通して、水中の浮遊物質、コロイド、バクテリア、および一部の可溶性有機物をろ過します。
●設備：UF膜部品、NF膜部品、高圧ポンプ、前処理装置など
●用途：飲料水処理、工業用水処理、廃水再利用など
3. 膜分離活性汚泥法（ＭＢＲ）
● 機能：生物処理と膜ろ過の利点を組み合わせて、排水の水質と処理効率を改善します。
● 設備：バイオリアクター、限外濾過膜部品、ブロワー等
●用途：中小規模の水処理場、再生水事業、産業廃水処理など
4. 電気化学水処理装置
● 機能: 電気凝固、電気酸化、電気吸着などの電気化学反応を通じて水から汚染物質を除去します。
● 設備：電極、電解装置、直流電源等
●用途：高濃度有機廃水処理、重金属含有廃水処理など
結論
水処理施設水資源の浄化と飲料水の安全性の確保において、水処理はかけがえのない役割を果たしています。さまざまな先進的な水処理設備を使用することで、水処理プラントはさまざまな水源からの水を安全できれいな真水に浄化することができます。