三次排水処理とは

三次排水処理は、 下水または廃水の処理プロセスの最終段階 環境に排出されたり、さまざまな目的で再利用されたりする前に。この段階では、一次および二次処理プロセスで除去されなかった残留汚染物質や汚染物質を除去します。三次処理は、環境に排出される廃水の質を高め、公衆衛生や環境への悪影響を軽減するのに役立つため重要です。

三次処理には通常、ろ過、消毒、栄養素の除去などの高度な処理技術の使用が含まれます。 。これらのテクノロジーは、 廃水から有機および無機の汚染物質、病原菌、栄養素を効果的に除去し、排出または再利用を安全にします。 。三次処理は、特に廃水の排出が環境や公衆衛生に重大な影響を与える可能性がある地域では、環境規制によって要求されることがよくあります。

廃水処理は、下水や廃水を環境に排出したりさまざまな目的に再利用したりする前に、下水や廃水から汚染物質や汚染物質を除去するプロセスです。廃水処理には、主に一次処理、二次処理、三次処理の 3 つの段階があります。

一次治療: 廃水処理の最初の段階には、廃水から大きな固形物や破片を除去する物理的なプロセスが含まれます。これには、廃水をスクリーンと沈殿タンクに通して懸濁物質やその他の大きな物質を除去するスクリーニングと沈降が含まれます。

二次治療: 廃水処理の第 2 段階には、廃水から溶解および浮遊有機物を分解して除去する生物学的プロセスが含まれます。これは、廃水中の有機物を消費して分解する微生物の使用によって達成されます。一般的な二次処理プロセスには、活性汚泥システム、散水フィルター、回転生物学的接触装置などがあります。

三次治療: 排水処理の最終段階である三次処理には、一次および二次処理で除去できなかった残留汚染物質や汚染物質をさらに除去する高度な処理技術が必要です。三次処理には通常、ろ過、消毒、栄養素除去プロセスを使用して、安全に環境に放出したり、さまざまな目的に再利用したりできる高品質の処理廃水を生成します。

三次治療法

廃水から汚染物質や汚染物質をさらに除去するために使用できる三次廃水処理にはいくつかの方法があります。これらの方法には次のものが含まれます。

濾過： ろ過では、廃水を多孔質材料に通過させ、浮遊固体、コロイド粒子、その他の不純物を除去します。三次処理で使用される一般的な濾過の種類には次のようなものがあります。

• 砂ろ過: 廃水を砂の床に通して粒子や不純物を除去します。
• 活性炭ろ過: 廃水を活性炭の床に通過させ、水から有機化合物、臭気、色を除去します。
• 精密濾過と限外濾過: 廃水を小さな孔のある膜に通過させて、浮遊物質、病原菌、その他の不純物を除去します。
• 逆浸透:廃水が圧力下で半透膜を通過し、塩、ミネラル、一部の有機化合物などの溶解した不純物が除去されます。

消毒： 消毒には、細菌、ウイルス、原生動物などの病原体を死滅または不活化するための化学的または物理的プロセスの使用が含まれます。三次処理で使用される一般的な消毒方法には次のようなものがあります。

• 塩素処理: 病原体を殺すために廃水に塩素が追加されます。
• UV 消毒: 廃水を紫外線にさらし、病原体を死滅または不活化することができます。
• オゾン処理: オゾンガスを廃水に添加し、不純物を酸化して除去し、病原体を死滅させることができます。

栄養素の除去: 栄養素の除去には、廃水から窒素やリンなどの過剰な栄養素を除去することが含まれます。これは、生物学的または化学的プロセスを通じて達成できます。三次処理で使用される一般的な栄養素除去方法には次のものがあります。

• 生物学的栄養素の除去: 微生物を使用して廃水から過剰な栄養素を除去します。
• 化学的栄養素の除去: ミョウバンや塩化第二鉄などの化学物質を廃水に添加して、過剰な栄養素を除去します。

膜技術: 膜技術では、膜を使用して廃水から不純物や汚染物質を除去します。これには次のようなプロセスが含まれます。

• 膜バイオリアクター (MBR): MBR膜 不純物を除去するために生物学的処理プロセスと組み合わせて使用​​されます。
• 逆浸透 (RO): 廃水を半透膜に通して不純物や汚染物質を除去します。
• ナノ濾過 (NF): 小さな孔を持つ膜を使用して廃水から不純物や汚染物質を除去します。

高度な酸化プロセス (AOP) : AOP には、廃水中の不純物や汚染物質を酸化および分解する化学反応の使用が含まれます。三次治療で使用される一般的な AOP には次のものがあります。

• オゾンベースのプロセス: オゾンガスを使用して廃水中の不純物を酸化および分解します。
• 過酸化水素ベースのプロセス: 過酸化水素を使用してヒドロキシルラジカルを生成し、不純物を酸化して分解します。
• 光触媒: 光触媒を使用して、廃水中の不純物を酸化および分解できる反応種を生成します。

三次治療への応用

三次処理は、安全に環境に放出したり、さまざまな目的に再利用したりできる高品質の処理済み廃水を生成できるため、廃水処理プロセスの重要なステップです。三次処理廃水の一般的な用途には次のようなものがあります。

• 灌漑: 三次処理された廃水は農作物、ゴルフ場、公園の灌漑に利用できます。三次処理廃水を灌漑に使用する場合、過剰な栄養素は藻類の発生や富栄養化などの環境問題を引き起こす可能性があるため、栄養素の除去は重要な考慮事項です。
• 産業用： 三次処理廃水は、冷却塔、ボイラー給水、製造プロセスなど、飲料水を必要としない工業プロセスで使用できます。
• 環境排出: 三次処理された廃水は、公衆衛生や環境に害を与えることなく、川や湖などの環境に放出できます。過剰な栄養素や病原体は環境問題を引き起こす可能性があるため、三次処理廃水を環境に排出する際には、栄養素の除去と消毒が重要な考慮事項となります。
• 地下水涵養: 三次処理された廃水は、地下水の涵養に使用でき、帯水層に注入されて地下水の供給を補充します。膜技術と消毒は、地下水涵養に三次処理廃水を使用する際の重要な考慮事項です。これにより、処理廃水が厳しい品質基準を確実に満たすことができるからです。
• 飲料水の再利用: 三次処理された廃水をさらに処理して飲料水を生成し、飲料水の供給に使用できます。間接飲用再利用として知られるこのプロセスには、逆浸透、高度酸化、消毒などの高度な水処理プロセスの水源として、三次処理廃水を使用することが含まれます。飲料水の再利用は、水不足地域における水管理戦略としてますます重要になってきています。

課題と今後の方向性

三次処理はさまざまな用途に適した高品質の処理廃水を提供できますが、まだいくつかの課題と将来の改善の余地があります。これらの課題と将来の方向性には次のようなものがあります。

• エネルギー消費： 逆浸透などの多くの三次処理方法は大量のエネルギーを必要とし、エネルギー集約型となる可能性があります。三次処理プロセスでのエネルギー消費を削減する方法を見つけることは、その持続可能性を高めるために重要です。
• 料金： 三次処理には費用がかかる場合があり、そのコストが広範な導入の障壁となる可能性があります。三次治療の有効性を維持しながら三次治療のコストを削減する方法を見つけることが、その使用を増やすために重要です。
• 一般の認識: たとえ三次処理が行われたとしても、処理済み廃水の使用には偏見が生じる可能性があります。三次処理廃水の安全性と利点について一般の人々を教育することは、三次処理廃水の受け入れと利用を増やすために重要です。
• 新たな汚染物質: 医薬品、パーソナルケア製品、マイクロプラスチックなど、従来の三次処理方法では効果的に除去できない可能性のある新たな汚染物質についての懸念があります。これらの汚染物質を効果的に除去できる新しい処理方法を開発し、導入することは、公衆衛生と環境を保護するために重要です。
• 気候変動： 気候変動は水資源の利用可能性と水質に影響を与える可能性があり、それが三次処理プロセスの有効性に影響を与える可能性があります。気候変動の影響に適応し、より回復力のある水管理戦略を開発することは、三次処理の継続的な有効性を確保するために重要です。