水処理プラントではどのような機械が使用されていますか?
主な仕事は水処理場水源を浄化し、飲料水または工業用水の基準を満たすように処理することです。このプロセスでは、水処理プラントは、水質が対応する基準を満たすことを保証するために、さまざまな専門的な機械と設備を使用する必要があります。
この記事では、水処理場でよく使われる主な機械や設備とその機能について詳しく紹介します。
水処理プラントの主なプロセスは何ですか?
特定の機器を理解する前に、水処理プラントの基本的な処理プロセスを理解する必要があります。一般的に、水処理プラントのプロセスには、次の主要なステップが含まれます。
1. 取水と前処理：水源（川、湖、地下水など）から水を採取し、予備沈殿とろ過を行い、不純物の大きな粒子を取り除きます。
2. 凝固と沈殿：化学薬品を加えて浮遊粒子を凝縮し、より大きな粒子にしてから沈殿させて除去します。
3. ろ過:ろ過タンクまたはフィルターを通して、水中の微粒子や不純物をさらに除去します。
4. 消毒：塩素、オゾン、紫外線などを利用して水中の微生物を除去し、水の安全性を確保します。
5. 保管と配送：処理された水は貯水タンクに貯蔵され、配管網を通じて利用者に届けられます。
水処理プラントではどのような機械が使用されていますか?
1.取水・前処理装置：
1.1 取水ポンプ：
取水ポンプは水処理プラントの最初の設備であり、水源から原水を抽出するために使用されます。取水ポンプは通常、さまざまな水源から効率的に水を取水するために、高い揚程と流量を備えている必要があります。一般的な取水ポンプには、遠心ポンプ、軸流ポンプ、水中ポンプなどがあります。
1.2 画面:
スクリーンは、原水中の枝、ゴミ、大きな浮遊物などの不純物の大きな粒子を除去するために使用されます。スクリーンは通常、後続の機器を損傷から保護するために、取水ポンプの前端に設置されます。スクリーンの隙間のサイズは、水質に応じて調整できます。
1.3 一次沈殿槽：
一次沈殿槽は、重力沈降により水中の浮遊粒子を除去する前処理の主要設備の一つです。一次沈殿槽には、槽底に堆積した汚泥を定期的に除去するための汚泥掻き取り装置が設置されています。
2. 凝集沈殿装置：
2.1 投与装置:
投与装置は、ポリ塩化アルミニウム (PAC)、硫酸アルミニウムなどの凝固剤や凝集剤を水に追加するために使用されます。これらの薬剤は、水中の微細な浮遊粒子をより大きな粒子に凝集させることができ、その後の沈殿と除去に役立ちます。
2.2 ミキサー:
ミキサーは、凝固剤と凝集剤を水中に均一に分散させるために使用されます。一般的なミキサーには、静的ミキサーと機械式ミキサーがあります。静的ミキサーは水流の乱流効果を利用して混合しますが、機械式ミキサーは機械的な撹拌を利用して混合を行います。
2.3 凝集タンク：
凝集タンクは、凝集プロセスの重要な部分です。ミキサーで処理された水は、凝集剤が十分に役割を果たし、より大きな凝集塊を形成できるように、一定期間凝集タンク内に留まります。凝集タンクには通常、凝集塊の安定性を維持するために、低速撹拌装置が装備されています。
2.4 沈殿槽：
沈殿槽は、凝集プロセス中に形成された凝集塊を除去するために使用されます。水は一定期間沈殿槽内に留まり、凝集塊は重力の作用により槽の底に沈みます。沈殿槽にはスクレーパーも設置されており、槽の底のスラッジを定期的に除去します。
3. ろ過装置：
3.1 高速フィルター:
ラピッドフィルターは、水処理施設ろ過層（砂や砂利など）を通して水中の微細な浮遊粒子を除去します。急速ろ過器のろ過速度は速く、大流量処理に適しています。
3.2 スローフィルター:
スローフィルターは、低速濾過により水中の浮遊粒子や一部の微生物を除去します。スローフィルターのフィルター層は通常厚く、濾過効果は優れていますが、処理速度が遅いため、小流量処理に適しています。
3.3 砂ろ過器：
砂ろ過器は、水処理プラントで広く使用されている一般的なろ過装置です。砂ろ過器は、1 層以上の砂ろ過材を通して水中の浮遊物質や不純物を取り除きます。砂ろ過器の利点は、操作が簡単でメンテナンスが便利であり、さまざまな水質条件に適していることです。
4.消毒設備：
4.1 塩素消毒装置：
塩素消毒は、水処理プラントで最も一般的に使用されている消毒方法の 1 つです。塩素消毒装置は、水に塩素を追加することで、水中の細菌、ウイルス、その他の微生物を殺します。塩素消毒装置の利点は、優れた消毒効果と低コストですが、過剰な塩素残留を避けるために塩素の量を厳密に制御する必要があります。
4.2 オゾン発生器:
オゾン発生器は、空気中の酸素をイオン化してオゾンを生成します。オゾンは強力な酸化特性を持ち、水中の微生物や有機物を効果的に殺すことができます。オゾン消毒の利点は、有害な消毒副産物を生成しないことですが、設備コストが比較的高くなります。
4.3 紫外線消毒装置：
紫外線消毒器は、紫外線を放射して水流を照射し、水中の微生物の DNA を破壊することで消毒効果を実現します。紫外線消毒器の利点は、化学残留物を生成しないことですが、紫外線ランプを定期的に交換する必要があります。
5. 保管および配送設備：
5.1 貯水タンク：
貯水タンクは、処理されたきれいな水を貯めて、その後の配水に使用します。水質が再び汚染されないように、貯水タンクは定期的に洗浄・消毒する必要があります。
5.2 配水ポンプ：
配水ポンプは、水タンクからユーザー側にきれいな水を送るために使用されます。配水ポンプには、さまざまなユーザーの水需要を満たすために十分な揚程と流量が必要です。
6. 制御・監視装置：
6.1 自動制御システム:
自動制御システムは、センサーとコントローラーを介して水処理プロセスの自動制御を実現します。自動制御システムは、水質パラメータ（濁度、pH値、残留塩素など）をリアルタイムで監視し、監視結果に応じて処理プロセスを調整して、安定した水質を確保します。
6.2 オンライン監視機器:
オンライン監視機器は、水処理プロセス濁度計、pH計、残留塩素分析装置など、オンライン監視機器のデータは、オペレーターが水質の異常をタイムリーに検出し、対処するのに役立ちます。
ケース分析
1. 上海青草沙貯水池：
上海青草沙ダムは中国最大の都市水源の一つです。同ダムの水処理場は、取水ポンプ、スクリーン、凝固・注入装置、凝集槽、急速ろ過装置、塩素消毒装置など、高度な処理プロセスと設備を採用し、上海市民の飲料水の安全性を確保しています。
2. カリフォルニア水処理プラント：
米国カリフォルニア州の大規模水処理プラントでは、全自動制御システムとオンライン監視機器を使用して、水処理プロセスの完全な自動化を実現しています。水処理プラントには、遠心ポンプ、砂ろ過器、オゾン発生器、紫外線消毒装置などの設備が装備されており、処理水の品質は優れており、ユーザーに広く認められています。
結論
水処理プラントは、さまざまな専門機器を使用して、水質の総合的な処理と浄化を実現します。これらの機器はそれぞれの役割を果たし、連携して処理された水質が飲料水または工業用水の基準を満たすようにします。浄水器の効果的な動作は、機器の進歩に依存するだけでなく、科学的な管理とメンテナンスも必要です。