分析対象となる排水の種類

工場から排出される排水は、排出先によって適用される法規制が異なります。公共用水域への直接放流の場合は水質汚濁防止法が適用され、公共下水道への排出では下水道法が適用されます。また、地下浸透する排水についても別途規制があり、それぞれに対応した分析項目の設定が必要です。

分析項目の分類と特徴

排水基準に規定されている物質は、大きく2つに分類されます。

健康項目／有害物質項目

カドミウムやシアン化合物など28項目が該当します。これらは人の健康に係る被害を生ずるおそれのある物質を対象としています。これらの項目は極めて厳格な基準値が設定されており、検出限界の低い高精度な分析技術が求められます。

生活環境項目／一般項目

pHやBOD、CODなどが該当します。これらは水域の汚染状態を示す項目です。これらは排水処理施設の処理性能を評価する指標となります。

分析試験の実施方法

効果的な水質分析を実施するには、適切な採水方法と分析頻度の設定が重要です。法令では年1回以上の測定が義務付けられており、下水道排除の場合は項目により週1回から月1回程度の測定が必要とされており、水質変動の少ない場合は回数を調整できます。分析用試料は各採水時ごとに分析するのが基本ですが、1日の試料を混合分析する方法も認められています。

また、排水処理設備の性能確認や改善検討において、処理工程ごとの水質把握も不可欠な要素となります。流入前の原水から最終放流水まで、各段階での分析データを蓄積することで、処理効率の向上や設備トラブルの早期発見が可能になります。

水質分析の基本的な測定方法

水質分析には物理的、化学的、生物的な3つのアプローチがあります。物理的測定では、浮遊物質量（SS）や濁度などを評価し、排水処理の初期段階での除去効果を確認できます。化学的測定では、BODやCODなどの有機汚濁指標を測定し、処理設備の性能を数値化します。生物的測定では、大腸菌群数や一般細菌数を測定し、衛生面での安全性を評価します。

測定項目の段階別評価

排水処理の効果を評価するには、処理工程ごとの段階別測定が必要です。

1次処理段階の測定

スクリーンや沈殿槽での物理的処理効果を評価するため、浮遊物質の除去率を測定します。この段階では浮遊物質の除去効果を確認できます。

2次処理段階の測定

生物学的処理や物理化学的処理の効果を測定します。BODやCODの除去率測定により、微生物による有機物分解効果や薬剤処理の効率を評価できます。

最終放流水の測定

法規制値への適合確認を目的とした水質測定を実施します。健康項目28項目／有害項目と生活環境項目／一般項目を含む分析により、放流可能な水質レベルを確認します。

継続的監視と測定頻度の最適化

効果的な水質管理には、適切な測定頻度の設定が必要です。水質汚濁防止法に基づく水質測定の頻度は、調査の目的や対象によって異なります。月1日以上、1日4回採水分析をする例もありますが、水質変動の特性に応じて頻度を調整できます。連続監視システムの導入により、リアルタイムでの水質変動把握が可能となり、異常値の早期発見や処理条件の調整が実現できます。

排水処理工程における分析ポイントの配置

排水処理システムでは、処理効果を段階的に評価するため、複数の分析ポイントが設定されています。処理設備への流入前では、原水の汚濁状況を把握し、処理条件の設定に必要なデータを収集します。この分析により、有害物質の種類と濃度、有機汚濁の程度を確認し、処理薬剤の種類や添加量を決定できます。

段階別処理効果の分析の例

物理的処理段階での分析

スクリーンや沈砂など固液分離によるゴミや砂の除去効果を確認するため、浮遊物質量の測定を実施します。目視による確認とあわせて、除去率データを蓄積することで、設備の清掃時期や交換頻度の最適化が可能になります。

生物学的処理段階での分析

活性汚泥法による微生物処理では、反応タンクでの有機物分解効果を評価するため、BODやCODの測定が重要です。溶存酸素濃度や汚泥濃度の監視も実施し、処理条件の微調整に活用します。

有害物処理段階での分析

活性炭吸着や分解などによる有害物処理では、有害物の除去効果を評価するため、重金属などの有害物の測定を行います。活性炭の吸着低下による交換や分解に使用する薬剤の濃度の調整など、最適化が可能になります。

最終沈殿池での分析

処理水と汚泥の分離効果を確認するため、上澄み液の透明度や浮遊物質量を測定します。この分析結果により、次工程での処理負荷を予測し、処理条件を設定できます。

継続監視システムと異常検知の仕組み

現代の水質分析システムでは、リアルタイムでの監視機能が欠かせない要素となっています。各処理工程に設置されたセンサーにより、水質パラメータを連続的に測定します。センサーで測定する値と実際の分析値の相関を取っておくことにより、センサーの値で異常値が検出された場合は、自動的にアラートが発信され、迅速な対応が可能になります。

定期的な詳細分析と連続監視データを組み合わせることで、処理設備の性能変化を早期に発見し、予防保全の実施タイミングを判断できます。このシステムにより、安定した処理性能の維持と法規制値への適合を実現しています。