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水処理装置徹底解説!

水処理装置とは?

排水処理とは、工場や事業所から排出される汚水を規制値以下の水質に浄化することです。
食品製造工場に限らず、工場や事業所から排水される水には基準が設けられています。その基準に反して排水することはモラルに関する問題だけでなく、法的な罰則も科されることになります。
法的な罰則があるために順守するだけでなく、流れた排水により生態系の破壊や異臭、景観の乱れなど近隣住民や事業者との関係性にも大きな影響を及ぼす問題となります。
排水処理の原理や種類、選定ポイントについて解説していきます。

  • 排水処理の種類、原理、使用用途について

    排水処理の手法は様々あり、いくつかの手法を組み合わせて多段階的に処理するのが一般的です。
    ・物理的処理:無機物を多く含む排水の処理に多く使われる方法です。
    ・沈降分離:汚濁物質を抽出し沈殿させることで水と分離します。
    ・浮上分離:油などの水に浮きやすい汚濁物質を浮上させて水と分離します。
    ・ろ過:逆浸透膜などを用い、汚濁物質を漉しとります。
    ・生物的処理:食品工場など有機物を多く含む排水の処理に多く使われる方法です。
    ・活性汚泥法:生きた微生物を含んだ活性汚泥に排水を通し微生物の働きのよって有機物を分解させ、浄化します。

  • 排水処理施設導入価格について

    排水処理装置は各工場での処理量、汚水レベル、環境により仕様設計がなされるため想定仕様での価格を記載します。
    加圧浮上装置の場合
    加圧浮上装置の場合、排水処理量が多くなるため設備全体が大きくなります。
    撹拌機や電磁弁、レベルセンサー、加圧ポンプ、加圧タンク、汚泥掻き寄せ機など機器数が多くなるため高額になってしまいがちです。
    1時間に約3トンの水処理ができる加圧浮上装置の場合
    本体装置約1500~2000万円+脱水機約400~600万 合計約2000万円程度となります。

    生物処理装置の場合
    微生物が水の中で有機物を分解して処理を行う生物処理装置では、水槽に一番コストを要します。
    排水量や生物が分解する所要時間から水槽の設計をしますが、水槽が大きくなることが多く、価格は高くなってしまいます。
    30t/日の排水量で24時間稼働で生物処理を行うと30t分の水槽が必要になります。
    生物処理装置では、それぞれの目的ごとに水槽が必要で、前処理として凝集処理をする為の沈殿槽、曝気槽前の調整槽や中和槽、曝気槽後の沈殿槽、脱水工程の直前で凝集処理を行う為の凝集槽と
    非常に多くの水槽が必要となります。
    水槽を全て新規で導入しようと、全体で数千万~1億円規模となるケースも多くあります。

  • 排水処理選定ポイント、導入時の確認ポイントについて

    ・排水処理の選定ポイント
    まず、工場や事業所からの排水に除去すべきどのような物質(種類、大きさ、比重等)がどのように混ざっているのか(水に混ざっているのか、溶け込んでいるのか等)を明らかにする必要があります。
    排水量やどのレベルまできれいにするのかも重要です。
    その上で、どのような設備や薬剤を組み合わせるのが最適か検討する必要があります。

    ・排水処理導入時の確認ポイント
    排水は水質汚濁防止法や下水道法、自治体の条例などで規制され監視されており、基準を守れなければ時には行政処分や報道発表が行われ、経営に大きな影響を与えます。
    そのため、規制値を常に余裕をもって下回るように、行政の基準よりも厳しい社内基準を設けて運用するのが一般的です。

  • 排水処理導入後のトラブル事例と事前対策ポイントについて

    トラブル事例
    排水処理施設から排水された排水が規定値(BOD、ph、CODなど)をオーバーしてしまった。

    原因①
    原水槽や汚泥貯留槽の攪拌不足、攪拌装置が回っていない。
    原因②
    沈殿槽汚泥の引き抜き不足により底部に溜まった汚泥が腐敗してガスが発生している。
    原因③
    工場から流れてきた排水に急激な負荷がかかった。

    対策①
    攪拌設備の点検、メンテナンスを行う、槽内の清掃を行う。
    対策②
    沈殿槽汚泥の入れ替え、調整槽への活性汚泥の投入を行う。
    対策③
    工場から排水に流す際は、固形物はトラップで除去し油分などを排水する場合は出来るだけ水等で薄めて排水する。

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  • ユーティリティシステム
  • 水処理装置

活性炭塔

型式 NKJ-20AT NKJ-20AN NKJ-20AW ろ材名 アンスラサイト ろ材量(ろ材/硅石)(16/4L) 最大通水量(m³/h)※ 1.5 逆流時流量(m³/h) 0.9 配管口径 20A 排水配管 φ15合成ゴム A 使用可能圧力 0.15~0.5MPa 耐圧 0.8MPa 電源 AC100、50/60Hz 消費電力 常用3VA、再生工程中6VA 逆洗時間 約26分 逆洗周期 外部信号方式 1回/1日~1回/99日 任意の曜日選択による逆洗 使用可能温度 3~45℃ ※最大通水量は、上限の目安を示したもので、最良のろ過効果を得る場合は、表記流量の約半分程度まで絞った方が得られやすくなります。 型式 NKJ-40AT NKJ-40AN NKJ-40AW ろ材名 アンスラサイト ろ材量(ろ材/硅石)(35/5L) 最大通水量(m³/h)※ 2.5 逆流時流量(m³/h) 0.9 配管口径 20A 排水配管 φ15合成ゴム A 使用可能圧力 0.15~0.5MPa 耐圧 0.8MPa 電源 AC100、50/60Hz 消費電力 常用3VA、再生工程中6VA 逆洗時間 約26分 逆洗周期 外部信号方式 1回/1日~1回/99日 任意の曜日選択による逆洗 使用可能温度 3~45℃ ※最大通水量は、上限の目安を示したもので、最良のろ過効果を得る場合は、表記流量の約半分程度まで絞った方が得られやすくなります。 型式 NKJ-60AT NKJ-60AN NKJ-60AW ろ材名 アンスラサイト ろ材量(ろ材/硅石)(55/5L) 最大通水量(m³/h)※ 3.5 逆流時流量(m³/h) 1.5 配管口径 20A 排水配管 φ15合成ゴム A 使用可能圧力 0.25~0.5MPa 耐圧 0.8MPa 電源 AC100、50/60Hz 消費電力 常用3VA、再生工程中6VA 逆洗時間 約26分 逆洗周期 外部信号方式 1回/1日~1回/99日 任意の曜日選択による逆洗 使用可能温度 3~45℃ ※最大通水量は、上限の目安を示したもので、最良のろ過効果を得る場合は、表記流量の約半分程度まで絞った方が得られやすくなります。

解決できる課題

  • SDGS対策
  • 品質向上
  • コスト削減
  • クレーム対策
  • 菌対策

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  • 水処理装置

コンパクト高度処理型(窒素除去タイプ)KZII / (D)型

KZ型のコンパクトボディはそのまま、施工性をさらに向上させII型へ進化。 ブロワ配管1系統でタイマーも不要。 単独処理浄化槽からの転換も容易。 流入水 放流水 除去率 BOD 200mg/L 20mg/L以下 90%以上 COD 100mg/L 30mg/L以下 70%以上 T-N 45mg/L 20mg/L以下 56%以上 SS 160mg/L 15mg/L以下 91%以上 ※放流水質のBOD(生物化学的酸素要求量)、COD(化学的酸素要求量)、T-N(全窒素)、SS(浮遊物質量)濃度mg/Lは日間平均値です。 処理性能 建築センター性能評価値 国土交通大臣認定値 全浄協登録値 BOD 20mg/L以下 20mg/L以下 20mg/L以下 COD 30mg/L以下 30mg/L以下 - T-N 20mg/L以下 20mg/L以下 20mg/L以下 SS 15mg/L以下 15mg/L以下 - フローシート 雨水は流入させないでください。 天ぷら油等は固めるなどの処理をして、流入させないでください。 温泉排水は流入させないでください。 取扱説明書をよくお読みください。 特長 ■流入・放流の管底差が“ゼロ” 流入管底270mm・放流管底270mmと、その管底差は“ゼロ”。嵩上げ工事と放流ポンプ槽の不要なケースが増え、施工メリットが拡大します。 ※10人槽(KZII-10)は流入管底300mm、放流管底300mmになります。 ※マンホール天端からのサイズはプラス30mmになります。 ■省スペース設計 槽本体は業界トップクラスのコンパクト設計。場所を選ばずすっきり埋設できるほか、掘削スペースが少なくて済むため、施工の省力化・スピード化が図れます。 ■ 5・7人槽が全高1,530mmの浅型設計 5人槽・7人槽ともに全高1,530mmの浅型設計。地下水位が高いなど施工しにくい現場にも対応しやすくなりました。 ※10人槽は1,550mm。 ※マンホール天端からのサイズはプラス30mmになります。 ■駐車場の下でも支柱レス施工OK※ 放流ポンプ槽付でも駐車場下での支柱レス施工に対応。 ※車両総重量2トン以下

解決できる課題

  • 品質向上
  • コスト削減
  • 省エネ対策
  • 省スペース

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  • ユーティリティシステム
  • 水処理装置

とくとくーぶぶぶ

メタン発酵菌は酢酸など一部の有機物のみメタンガスに変換することができます。このため食品工場などの排水を処理するには、排水中の有機物を酢酸などに一度変換することが必要です。 ①「加水分解・低分子化」  油分・タンパク質・デンプンなどの高分子を糖類、アミノ酸、高級脂肪酸などに低分子化します。 ②「酸発酵」  糖類、アミノ酸、高級脂肪酸などを酢酸などに転換します。 ③「メタン発酵」  酢酸などをメタンガスに変換します。  この中で①の工程は反応速度が遅いことから実装置が非常に大きな設備になってしまうため、メタン発酵の適用範囲は①の工程を必要としない糖類やアルコールなど、比較的低分子量の有機物に限られてきました。一方で食品残渣や汚泥などの固形物を対象としたメタン発酵は、対象物(固形で濃縮されてる)の量が少ないので数週間と長い反応時間を取ることができ、幅広い物質を受け入れることができます。 エイブルではメタン発酵の適用範囲を拡大するため以下のような技術の開に成功しました。 ①前処理でデンプン・タンパク質・脂質などを濃縮固形化して取り除く。 ②除去した成分を可溶化槽において数週間かけて低分子化・再溶解させる。 ③①の液体部分と③の再溶解分には比較的低分子で速やかに分解可能な成分だけが含まれるので、これを併せて酸発酵・メタン発酵を行う。 ※分解の遅い成分のみ濃縮固形化して分離することで体積を小さくし、比較的小さな反応槽でも長時間反応による低分子化を実現。今まで処理が困難だったデンプン・タンパク質・脂質などを含む排水のメタン発酵処理を可能にしました。 3.適用可能な排水  この技術によりデンプン、タンパク質、脂質を含む排水がメタン発酵の対象となります。メタン発酵排水処理の適用範囲は、殆どの食品工場排水、多くの化学工場に広がり、多くの工場で創エネルギー・省エネルギーを実現しCO2発生量を削減して脱炭素社会の実現に貢献することができます。

解決できる課題

  • 利益率改善
  • 経費削減
  • HACCP対策
  • SDGS対策
  • コスト削減
  • 省エネ対策
  • ユーティリティシステム
  • 水処理装置

メタン発酵排水処理システム

メタン発酵排水処理システム 1.好気性処理と嫌気性処理(メタン発酵)  一般的な排水の生物処理法(活性汚泥法など)ではブロワーにより供給される酸素を利用して、微生物が水中の有機物を水と二酸化炭素に酸化分解することで処理が行われます(好気性処理)。これに対し嫌気性処理(メタン発酵)では、酸素遮断下において嫌気性(酸素を好まない)微生物の働きにより、有機物を主にメタンガスに変換する処理法です。 2.創エネルギー(エネルギーの創出)  発生するメタンガスは都市ガスの主成分であるため、ボイラーや発電機の燃料として利用することができ、その分の化石燃料の使用を抑制することが可能です。 3.省エネルギー  嫌気性処理(メタン発酵)では酸素供給の必要がないためブロワーを使用する必要がありません。ブロワーの消費電力は非常に大きく、排水処理設備における消費電力の50~80%を占めることもあります。これが不要になるので最大80%近い省エネルギーを達成することが可能です。 4.汚泥発生量の削減   好気性処理(活性汚泥法)での汚泥発生量は流入BODに対し35~40%程度、当社好気性処理装置「回転児雷也」では10~20%程度であるのに対し、メタン発酵での汚泥発生量は約5%と非常に低い値となっています。  これはメタン発酵の際に微生物が得られるエネルギーが好気性と比較して非常に小さいことに由来しています。メタン発酵菌の増殖速度は極めて遅く、余剰汚泥の発生は少なくなります。 5.再生可能エネルギーの売電(FIT)  食品などの排水の場合、メタン発酵から得られるバイオガスは食品原料(動植物などの天然物)に由来しています。そのためこのバイオガスを燃料にして得られた電力は再生可能エネルギーとして固定価格買取制度(FIT)の対象となります。メタン発酵バイオガス発電による電力の買取価格は、2022年現在39円/kWhと太陽光などと比較してかなり高く設定されているため大きな売電収入を得ることができます。一方でCO2削減枠も同時に販売することになるため、自社の脱炭素実績としてカウントすることはできなくなります。  ※買取価格は今後改訂される可能性があります。詳細は経済産業省HPをご参照いただくか、当社までお問い合わせください。 6.メタン発酵の利点(その他) (1) 難分解性物質の処理  嫌気性微生物は好気性の微生物と異なる代謝経路を持っています。このため好気性で処理困難な排水でも、嫌気性で処理できる可能性があります。特に芳香族物質の分解についてはその分解経路が解明されています。 (2)季節操業排水の処理  嫌気性微生物は栄養源が得られず、飢餓状態に陥った場合でも長期間生存することが可能です。このため農産物加工など特定の季節にしか排水の発生しない場合でも、処理が可能です。 7.メタン発酵の適用範囲  メタン発酵排水処理のメリットが非常に大きいものの、現状の有機性排水処理はその殆どが好気性処理によるものとなっています。これには様々な要因があるものの、メタン発酵排水処理の適用範囲が限定されていることが最大の理由となっています。これまでメタン発酵排水処理が適用されてきたのはアルコール・糖類など一部の業種に集中しており、油分やタンパク質、澱粉などを含む一般的な食品排水などには適用は困難であるとされてきました。当社はメタン発酵排水処理の適用範囲を大きく広げる新しい技術「とくとくーぶぶぶ」の開発に成功し、2022年現在多数の実装置が稼働しております。本技術により多くの食品排水などでメタン発酵排水処理の適用が可能になり、多くのメリットと脱炭素の実現を達成しております。

解決できる課題

  • 利益率改善
  • 経費削減
  • HACCP対策
  • SDGS対策
  • コスト削減
  • 省エネ対策

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