水処理の究極ガイド: 知っておくべきことすべて

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1 水処理用語集（8つの主要分野にまとめました）

水処理用語集（8つの主要分野にまとめました）

生水: 未処理の天然水または水道水、つまり未処理水を指します。
浄化水浮遊している不純物を取り除いた水。
脱イオン水蒸留、電気透析、逆浸透、イオン交換などの方法によって陽イオンと陰イオンが大部分除去された水。
濁度: 浮遊粒子（コロイドを含む）による水の濁度をNTU（比濁度単位）で測定します。水の透明度と潜在的な汚染の重要な指標です。
凝集剤水中の浮遊粒子を凝集させて沈殿させる化学物質。
総アルカリ度: 水中の強酸を中和できる物質の総濃度。
酸度: 強塩基を中和できる水中の物質の総濃度。
硬度: 沈殿物を形成する可能性のある水中の特定の金属イオン（通常はカルシウムとマグネシウム）の濃度を指します。
伝導率: 1 センチメートル離れた 2 つの平行電極間で水が電気を伝導する能力。間接的に溶解塩濃度を反映します。
抵抗率: 水の電気伝導抵抗の指標で、通常は MΩ·cm で測定されます。抵抗率は導電率の逆数です。たとえば、水の導電率が 0.2 µS/cm の場合、抵抗率は 5 MΩ·cm です。
TDS（総溶解固形物）: 濾過および蒸発後に残る溶解無機物質の濃度。ppm または mg/L で測定されます。TDS は導電率とほぼ相関します (たとえば、1 ppm TDS は塩化ナトリウムの導電率約 2 µS/cm に相当します)。
pH値: 水中の酸性度またはアルカリ度を表す単位。水素イオン濃度の負の対数として定義されます。pH 7.0 は中性、7.0 未満は酸性、7.0 を超えるとアルカリ性になります。
アルカリ度: 主に炭酸イオン、重炭酸イオン、水酸化物イオンから水素イオンを中和できる水中の物質の濃度。
SDI（シルト密度指数）逆浸透システムで使用される給水中の浮遊物質のレベルを示す指標。
オゾン: 雷や高電圧電気によって自然に生成される不安定で反応性の高い酸素。酸化剤や消毒剤としてよく使用されます。
残留塩素: 一定期間消毒した後の水に残留する有効塩素の量。
大腸菌群数合計: 好気性および通性嫌気性、グラム陰性、非胞子形成桿菌を含む大腸菌群の測定値。24 時間以内に 37°C で乳糖を発酵し、酸とガスを生成します。数値は、水 1 リットルあたりの大腸菌群の数として表されます。
回復率システム内の生産水の流量と供給水の流量の比率。
塩除去率: 膜の性能を示す指標で、通常、シングルパス RO 膜の場合は 97% を超えます。計算式: (供給水導電率 - 処理水導電率) / 供給水導電率。
塩分塩分濃度はミネラル化とも呼ばれ、水中に溶解した塩の総量を反映し、存在するすべての陽イオンと陰イオンの合計として測定されます。
沈殿: 沈殿は、物理的および化学的プロセスを伴う廃水処理方法です。最も一般的な形式である物理的沈殿は、重力を利用して水から浮遊物質を分離します。これは、浮遊粒子が水と密度が異なるため、沈降または浮遊するため発生します。化学的沈殿では、廃水に化学物質を添加し、溶解物質と反応して不溶性化合物を形成し、沈殿させます。
処理水: 処理水は「再生水」または「リサイクル水」とも呼ばれ、飲料以外の用途で特定の品質基準を満たすように処理された廃水を指します。品質の点では、飲料水と未処理の廃水の中間に位置します。再生水は灌漑、工業プロセス、冷却に使用できますが、飲用には適していません。
有機汚染: 有機汚染とは、炭水化物、タンパク質、アミノ酸、脂肪などの天然有機物質、および特定の生分解性合成有機化合物を指します。主に家庭廃水や産業排水から発生します。
濃度分極逆浸透中に膜表面に塩が濃縮され、濃度勾配が形成されると、濃度分極が発生します。流量が低い場合、膜表面の高塩濃度により拡散が妨げられ、システム効率に影響します。
浮遊物質（SS）: 浮遊物質とは、水中に浮遊する無機物、有機物、シルト、粘土、微生物などの固体粒子を指します。浮遊物質の濃度は水質汚染の指標であり、ろ紙上に残った残留物を103～105℃の温度で乾燥させて測定します。単位はmg/Lです。
エアレーション曝気は、微生物の活動をサポートするために空気中の酸素 (O2) を水中に移すプロセスです。活性汚泥などの微生物に溶存酸素を供給し、代謝プロセスを促進するために不可欠です。
生化学的酸素要求量（BOD）BOD とは、特定の条件下で微生物が水中の有機物を分解するために消費する溶存酸素の量を指します。通常は 20°C で 5 日間測定され (BOD5)、mg/L で表されます。
化学的酸素要求量（COD）COD は、制御された条件下で強力な酸化剤を使用して廃水中の有機化合物を酸化するために必要な酸素の量を測定します。酸化剤としては通常二クロム酸カリウムが使用され、結果は mg/L で表されます。
ウォーターハンマーウォーターハンマーは油圧ショックとも呼ばれ、バルブが突然閉じたり、ポンプが突然停止したりするなど、水の流れが突然変化したときに発生します。これにより急激な圧力変動が発生し、パイプや機器が損傷する可能性があります。
吸着吸着とは、多孔質の固体材料によって廃水から汚染物質を除去するプロセスです。汚染物質は吸着剤の表面に引き寄せられて保持され、効果的に水を浄化します。
酵素酵素は生物によって生成される生物学的触媒です。主にタンパク質で構成され、生化学反応を促進し、生物学的プロセスにおいて重要な役割を果たします。
廃水: 廃水とは、家庭、産業、農業の廃棄物など、人間の活動によって汚染された水を指します。廃水とは、使用済みで本来の用途に適さなくなった水です。
廃水処理: 廃水処理さまざまな方法と技術を使用して廃水から汚染物質を除去し、排水または再利用に適した状態にします。目標は、汚染物質を分離し、使用可能な材料をリサイクルするか、またはそれらを無害な物質に変換することです。
廃水の再利用: 廃水の再利用とは、灌漑、冷却、飲料以外の用途など、産業または家庭用途で再利用できる基準まで廃水を処理するプロセスを指します。これは水の再生とも呼ばれます。
規模スケールは水質が悪い場合に形成され、時間の経過とともに熱交換器の表面に固体の沈殿物が形成されます。これは、水中に溶解したミネラルが沈殿して表面に付着することで発生し、機器の効率に影響を与えます。
スラッジ: スラッジは、沈殿物や化学処理の残留物など、水中に浮遊または沈殿した固体粒子で構成されます。水処理プロセス中に形成されるため、環境への影響を防ぐために適切な処分またはさらなる処理が必要です。
鉄、マンガン、アルミニウム: 少量の鉄、マンガン、アルミニウムは、水中で変色、スケール化、臭いの原因となります。還元された鉄は水に溶けますが、空気に触れると酸化し、不溶性の粒子を形成して膜を詰まらせ、スケール化の原因となります。
精製水: 精製水は、塩分やシリカや二酸化炭素などの弱電解質を含む汚染物質を除去するために濾過された水です。総溶解固形物 (TDS) 含有量は通常 1.0 mg/L 未満で、導電率は 3 µS/cm 未満です。
超純水: 超純水は、コロイド、ガス、有機物、イオンなど、溶解した固形物や不純物をほぼすべて除去した水です。半導体製造などの高精度産業で使用されています。TDSは0.1mg/L未満、導電率は0.1µS/cm未満です。
蒸留水: 蒸留水は、水を加熱して蒸気を生成し、その蒸気を凝縮して液体に戻すことによって生成されます。蒸留水の導電率は通常約 10 µS/cm です。複数回の蒸留によって得られる再蒸留水は、導電率が 1 µS/cm まで低くなることがあります。
スケール抑制剤スケール防止剤は、水中の不溶性無機塩を分散させ、金属表面でのこれらの塩の沈殿やスケール形成を防止または阻害する化学薬品です。スケール形成を減らすことで、金属機器の熱伝達効率を維持するのに役立ちます。
イオン交換樹脂: イオン交換樹脂イオン交換が可能な官能基を持つ不溶性の高分子量ポリマーです。通常、球形のこれらの樹脂は水と樹脂間のイオン交換を促進するため、水処理プロセスで効果的です。
イオン: イオンとは、1 つ以上の電子を獲得または失い、荷電粒子となった原子または分子です。イオン化と呼ばれるこのプロセスは、原子が安定した電子配置を達成したときに発生します。通常、原子の外殻には 8 個の電子 (ヘリウムの場合は 2 個) があります。イオンは陽イオン (正に帯電) または陰イオン (負に帯電) に分類され、結合して中性化合物 (塩化ナトリウムなど) を形成します。塩化ナトリウムは、ナトリウムイオンと塩化物イオンから構成されます。
水生産率: 水生産速度、またはフラックスは、単位時間あたりに逆浸透膜を通過する水の量を指します。通常は、1 時間あたりのトン数 (t/h) または 1 日あたりのガロン数 (g/d) で表されます。
電気脱イオン化（EDI）: 電気脱イオン化（EDI）は、電気透析とイオン交換技術を組み合わせた、1990 年代に開発された高度な浄水技術です。EDI では、イオン交換膜を使用してイオンを選択的に輸送し、イオン交換樹脂を使用して直流 (DC) 電界の影響下でイオンをさらに除去します。このプロセスでは、溶解した塩を除去し、酸やアルカリの化学物質を必要とせずに樹脂を再生することで、超純水を効果的に生成します。

純水処理の基本プロセスの説明

➣粗ろ過

粗ろ過とは、水中の浮遊物質、コロイド、濁度、色、臭いを除去するために設計された機械的ろ過を指します。一般的な方法には、浄化槽、急速砂ろ過器、多媒体ろ過器、活性炭ろ過器、ディスクろ過器、高効率繊維ろ過器などがあります。

➣精密ろ過

精密濾過では、より高精度の特殊なフィルター膜を使用します。一般的なタイプには、精密濾過膜とフィルターカートリッジがあります。

➣限外濾過

限外濾過は、大きな分子、コロイド、バクテリア、その他の汚染物質を除去する膜ろ過プロセスです。粒子のろ過には非常に効果的ですが、水からイオンは除去されないため、淡水化には適していません。

限外濾過は、通常、逆浸透の前処理として、または一部のシステムでは後処理として使用されます。接線流と圧力駆動濾過を使用して動作し、分子サイズに基づいて粒子を分離します。

孔径は限外濾過膜 0.002 ～ 0.1 ミクロンの範囲です。コロイド、浮遊物質、高分子有機化合物、細菌、ウイルス、原生動物を除去し、より小さな分子や溶解物質は通過させます。

➣逆浸透（RO）

逆浸透（RO） 1960年代に開発された膜分離技術です。原水に高圧をかけ、半透膜に通すことで溶媒と溶質を分離し、水は高濃度から低濃度へと移動します。

RO は、細菌、ウイルス、コロイド、有機化合物、および 98% を超える溶解塩を除去します。運用コストが低く、操作が簡単で、自動化が進んでおり、水質が安定していることで知られています。他の水処理方法と比較して、RO にはいくつかの明確な利点があり、さまざまな業界で広く使用されています。

RO の主な利点:

相変化のない物理的な方法を使用して室温で動作し、水を脱塩および浄化します。
最新の超薄型複合膜は、99.5% を超える淡水化率を達成し、コロイド、有機化合物、細菌、ウイルスも除去できます。
水処理は圧力を利用するため、最もエネルギー効率の高い方法の 1 つです。
大量の化学薬品や酸/塩基再生処理を必要とせず、化学廃棄物の排出や環境汚染が発生しません。
RO システムは連続的に動作し、メンテナンスが簡単で、安定した製品水の品質を提供します。
高度な自動化により、運用の労力とメンテナンスの労力が削減されます。
設置面積が小さく、スペース効率に優れています。
汽水、海水、低塩分の淡水など、さまざまな水質に対応します。

➣イオン交換

イオン交換水中のイオンをイオン交換樹脂のイオンと交換します。陽イオン交換プロセスでは、水中の陽イオンが水素イオンに置き換えられ、陰イオン交換プロセスでは、陰イオンが水酸化物イオンに置き換えられます。

あ混床イオン交換システム同じカラムに陽イオン樹脂と陰イオン樹脂を組み合わせ、陽イオンベッドと陰イオンベッドを別々にした場合に比べて優れた水質を実現します。混合ベッドシステムは、交換されたイオンを即座に中和することで高純度の水を生成するため、導電率が非常に低く、極めて純粋な水になります。

➣電気脱イオン化（EDI）

EDI は、電気透析とイオン交換を組み合わせて、再生用の化学薬品を使用せずに脱イオン化を実現する高度な水処理技術です。このシステムは、電界を利用してイオン交換膜を通したイオン移動を促進し、高純度の水を継続的に生成します。EDI には次の利点があります。

特定の品質基準を満たす超純水を連続的に生産できます。
化学的な再生が不要なので、化学廃棄物がなく環境に優しいです。
コンパクトな設計で、必要なスペースが少なく、運用コストとメンテナンスコストが低くなります。
EDI システムは出荷前に事前試運転されているため、インストールと起動が簡単です。
操作は簡単で、労働集約度が低く、トレーニングの必要性も最小限です。

一般的な水処理膜の製造業者

-限外濾過（UF）膜

KOCH（アメリカ）
ノリット（オランダ）
上海華能膜（中国）

-逆浸透膜（RO）

ハイドロノーティクス（米国）
ダウ（米国）
KOCH（アメリカ）
ゼネラル・エレクトリック（GE）（米国）
東レ（日本）
セプロ（韓国）

-電気脱イオン化（EDI）

ゼネラル・エレクトリック（GE） – E-CELL（米国）
イオンピュア（米国）
エレクトロピュア（米国）
CANPURE（カナダ）
浙江東大（中国）

NEWater は、水処理装置の専門メーカー、サプライヤー、ソリューションプロバイダーとして、製品の品質を確保し、業界で高い評価を維持することに尽力しています。当社は、国際的に有名なブランドと提携して、提供製品をさらに強化しています。

弊社独自の製造上の利点と、主要な製造拠点としての中国の強力な地位を併せ持つことにより、世界的に有名なサプライヤーからのトップクラスの膜だけでなく、高品質でコスト効率の高い中国製の膜アクセサリも提供できます。詳細および価格のお問い合わせについては、お気軽にお問い合わせください。

一般的な水処理プロセス

💧地下水を原水として

砂ろ過装置 + 精密フィルター + 逆浸透（RO） + 混合床またはEDI

💧水道水を原水として利用

砂フィルター + 活性炭フィルター + 精密フィルター + RO + 混合床またはEDI

💧表層水を原水として利用

オプション1: マルチメディアフィルター + 活性炭フィルター + 精密フィルター + RO + 混合床またはEDI
オプション 2: 多媒体フィルター (またはその他のろ過方法) + 限外ろ過 + 精密フィルター + RO + 混合床または EDI
オプション3: ディスクフィルター + 限外濾過 + 精密フィルター + RO + 混合床またはEDI