水処理および廃水処理に使用される機械設備は何ですか?
水と廃水処理浄水は現代社会に欠かせないものです。その目的は、飲料水を浄化し、環境を保護し、産業廃水と家庭廃水を基準に従って排出できるようにすることです。これらの処理プロセスでは、さまざまな種類の機械設備が重要な役割を果たします。さまざまな機械設備は、水処理のさまざまな段階でそれぞれの役割を果たします。前処理から最終的な浄水まで、各リンクは効率的で信頼性の高い機械設備のサポートに依存しています。
この記事では、水処理と廃水処理で使用される主な機械設備を詳しく紹介し、それらの具体的な機能と役割を探ります。
前処理段階の機械設備
水および廃水処理の前処理段階では、主な目的は、水中の大きな浮遊物質と粒子状物質を除去して、その後の処理プロセスに安定した水質を提供することです。この段階には通常、スクリーニング、砂の沈殿、油の除去などのプロセスが含まれます。以下は、一般的に使用される機械設備です。
スクリーンマシン
スクリーン機は、前処理段階の重要な設備です。これは、後続の処理装置に損傷を与える可能性のある、廃水中の大きな粒子、浮遊物、およびその他の不純物を除去するために使用されます。スクリーンは通常、給水口に設置されます。金属棒のスクリーニング効果により、大きな材料はスクリーンの前で遮断され、定期的に清掃されます。スクリーンの開口部のサイズと処理能力に応じて、スクリーン機は粗いスクリーンと細かいスクリーンに分けられます。前者は主に大きな不純物を除去するために使用され、後者はより小さな粒子を遮断するために使用されます。
ロータリースクリーン
ロータリースクリーンは、水中の浮遊粒子や繊維状物質を除去するのに適した動的スクリーニング装置です。回転スクリーンを通して水中の不純物を遮断して排出し、浄化された水はスクリーンを通って後続の処理プロセスに流れ込みます。ロータリースクリーンは、水処理の前処理段階で広く使用されています。産業廃水処理特に繊維質物質を多く含む廃水を処理する都市下水処理場に適しています。
沈砂池
沈砂室は、水から無機粒子（砂や小石など）を除去するために使用される装置です。水が沈砂室を通過すると、流速が遅くなり、重い粒子が底に沈んで沈砂層を形成します。沈砂室の設計では通常、水の流れを均一に分散し、乱流を回避して沈砂効率を確保する必要があります。沈降した砂は砂ホッパーによって収集され、砂ポンプまたは機械式スクレーパーによって処理するために外部に輸送されます。
一次処理段階の機械設備
一次処理段階の主な目的は、水中の浮遊物質、グリース、および大きな有機物をさらに除去することです。この段階では通常、沈殿、浮上、ろ過などのプロセスが含まれます。この段階で使用される主要な機械設備は次のとおりです。
一次沈殿槽とスクレーパー
一次沈殿槽は、廃水処理でよく使用される設備で、主に廃水中の浮遊物質を除去するために使用されます。廃水は一定期間一次沈殿槽に留まり、重い浮遊物質は底に沈んでスラッジを形成し、軽い物質は水面に浮かびます。スクレーパーは一次沈殿槽の底に設置されています。回転または往復運動により、沈殿したスラッジはスラッジホッパーに掻き取られ、その後の処理のために定期的に排出されます。
浮遊装置
浮上装置は、水中で沈殿しにくい軽い浮遊物質や油脂を除去するために使用されます。水中に微細な気泡を導入することで、これらの浮遊物質は気泡の表面に付着し、水面に浮かんで泡層を形成します。浮上装置は通常、溶解空気装置、浮上タンク、スクレーパーなどのコンポーネントで構成されており、産業廃水処理、特に油脂を多く含む廃水に広く使用されています。
砂ろ過装置
砂ろ過器は、水中の浮遊粒子やコロイド物質をさらに除去するために使用される古典的なろ過装置です。水が砂層を通過すると、粒子は砂層に捕捉され、浄化された水は次の処理段階に入ります。砂ろ過器は通常、ろ過効率と処理能力を向上させるために多層媒体設計を採用しており、さまざまな水処理アプリケーションシナリオに適しています。
二次処理段階の機械設備
二次処理段階は廃水処理の中核部分であり、主に生分解や酸化還元などのプロセスを通じて水中の有機汚染物質を除去します。二次処理段階で一般的に使用される機械設備は次のとおりです。
曝気装置
曝気装置は活性汚泥法と生物膜法の処理プロセスにおける重要な装置です。下水に空気または純酸素を注入することにより、微生物が有機物の分解を促進するために必要な酸素を提供します。一般的な曝気装置には、ブロワー曝気、機械表面曝気、ジェット曝気などの種類があります。曝気装置の効率は、生物処理の効果とエネルギー消費に直接影響し、二次処理の核心です。
二次沈殿槽と汚泥掻き取り機
二次沈殿槽は一次沈殿槽と似ていますが、主な機能は生物処理後の活性汚泥と処理済みの浄水を分離することです。二次沈殿槽の底には、沈殿した活性汚泥を集めて生物反応槽に戻したり、汚泥処理のために排出したりするための汚泥スクレーパーも装備されています。二次沈殿槽の設計では、排水水質の安定性を確保するために、均一な水流と高い沈殿効率が必要です。
ロータリーディスクフィルター
ロータリーディスクフィルターは高効率の機械式濾過装置は、二次処理後の深層濾過によく使用されます。複数の平行な濾過ディスクで構成され、汚水は濾過ディスクの間を流れ、浮遊物質は濾過ディスクの表面に捕捉されます。回転ディスクの回転運動により、濾過ディスクを自動的に洗浄して、濾過効果の継続性を維持できます。この装置は、設置面積が小さく、処理能力が大きく、メンテナンスが容易などの利点があり、さまざまな下水処理場の二次処理端に適しています。
三次処理段階の機械設備
三次処理段階では、より高い排出基準を満たすため、または水資源の再利用を実現するために、水中の溶解性有機物、栄養素（窒素やリンなど）、およびその他の微量汚染物質をさらに除去することを目的としています。この段階で一般的に使用される機械設備には、吸着装置、化学沈殿装置、イオン交換装置などがあります。
活性炭吸着装置
活性炭吸着は三次処理の一般的な方法であり、主に水中の溶解有機物と微量汚染物質の除去に使用されます。活性炭は高度に発達した細孔構造と表面積を持ち、水中の有機汚染物質を吸着することができます。活性炭吸着装置には通常、吸着塔と再生システムが含まれます。吸着飽和活性炭は、熱再生法または化学再生法で処理して、吸着能力を回復することができます。
化学沈殿装置
化学沈殿装置は、生物処理では除去しにくい水中のリン酸塩やその他の無機物質を除去するために使用されます。化学試薬（アルミニウム塩、鉄塩など）を水に加えることで不溶性の沈殿物が形成され、沈殿槽に沈殿し、スクレーパーによって収集および処理されます。化学沈殿装置は、リン含有廃水の処理や硬水軟化に広く使用されています。
イオン交換装置
イオン交換装置は、カルシウム、マグネシウム、硝酸塩などの水中の可溶性イオンを除去するために使用されます。イオン交換樹脂の特性を利用して、水中のイオンを交換して水を浄化します。イオン交換装置には通常、イオン交換カラムと再生システムが含まれます。再生プロセスでは、塩水またはその他の再生剤を追加することで樹脂の交換容量を回復します。この装置は、軟水化、脱塩、深層廃水処理に広く使用されています。
汚泥処理・処分設備
汚泥処理は水処理の不可欠な部分であり、廃水処理プロセス汚泥処理の目的は、汚泥の減量、水分除去、安定化、無害化処理などにより、最終処分や資源利用に適した状態にすることです。一般的な汚泥処理装置は以下のとおりです。
汚泥濃縮機
汚泥濃縮機は、汚泥の水分含有量を減らし、汚泥の固形分含有量を増やし、その後の脱水処理に備えるために使用されます。一般的な汚泥濃縮装置には、重力濃縮機、ベルト濃縮機、遠心濃縮機などがあります。濃縮により、汚泥の体積を大幅に減らすことができ、その後の処理のエネルギー消費とコストを削減できます。
汚泥脱水機
汚泥脱水機は、汚泥から水分をさらに除去し、濃縮汚泥を水分含有量の低い泥ケーキに加工するために使用されます。一般的に使用される汚泥脱水装置には、ベルトフィルタープレス、遠心脱水機、プレートアンドフレームフィルタープレスなどがあります。脱水された泥ケーキは体積が小さくなり、輸送や最終処分に便利です。
汚泥焼却炉
有害物質を多く含んだり、安定化が難しい汚泥の場合、焼却は有効な処分方法です。汚泥焼却炉は、高温燃焼により汚泥中の有機物を完全に酸化分解し、残った焼却灰は埋め立てなどに利用できます。また、焼却処理により熱エネルギーを回収し、発電や暖房に利用することができるため、資源利用効率が向上します。
要約すると、水処理と廃水処理の各段階は、さまざまな機械設備のサポートから切り離すことはできません。前処理段階のスクリーンマシン、回転スクリーン、沈砂池、一次処理段階の一次沈殿槽、浮上装置、砂ろ過器、二次処理段階の曝気装置、二次沈殿槽、回転ろ過器、三次処理段階の活性炭吸着装置、化学沈殿装置、イオン交換装置、および汚泥処理段階の汚泥濃縮装置、汚泥脱水装置、汚泥焼却炉はすべて、水処理プロセスの円滑な進行を確保するための重要なツールです。