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No.29無機排水処理

水処理に欠かせないpH調整
KCRセンター小川晋平
【解説者】

栗田工業株式会社KCRセンター

小川晋平

栗田工業/KCRセンターの小川です。№29の水処理教室では、「水処理に欠かせないpH調整」についてお話いたします。すべての水においてpHは大切な指標のひとつです。多くの水中生物、農作物にとって望ましいpHは5.8~8.6といわれ、排水基準値もこの値を採用しています。今回は、水処理にとって欠かせないpH調整について解説いたします。

KCRセンター小川晋平
【解説者】
  • 栗田工業株式会社
  • KCRセンター
  • 小川晋平

解説

今回は水処理に欠かせないpH調整のお話をしましょう。すべての水域においてpHは非常に大切な指標の一つです。多くの水中生物、農作物にとって望ましい水のpHは5.8~8.6であるとされ、排水基準値もこの値を採用しています。このpHの調整は、放流水だけでなく、凝集・沈殿などの水処理を効果的に行うためにも重要な操作となります。

金属イオンの除去にはpHが影響する

中和とは、酸とアルカリを加えて中性の水にすることで、厳密に解釈すれば、常温において水素イオン濃度を10-7mol/L、すなわちpH値を7にすることです。一般に水中の中和の状態を見るときは、右のグラフのように酸またはアルカリの添加量を横軸にとって、試料溶液のpH値を縦軸として曲線を描く方法がとられます。この曲線を中和曲線といいますが、実際の排水の中和では、酸やアルカリ、さらに金属イオンなどが含まれているため、この中和曲線の形はそれぞれ異なってきます。金属イオンを含む排水は一般に酸性で、これにアルカリを加えてpHを上げていくと、金属イオンは水酸イオンと反応して水酸化物を生じます。これはpHを上げるにつれて水酸イオンの濃度が高くなり、金属イオンの溶解度が小さくなるためです。たとえば製鉄所や金属表面処理工場からの酸洗排水で第一鉄イオンを含む場合、pHを9~10まで上げないと十分除去されません。しかし空気を吹き込んで酸化第二鉄(3価の鉄)にすると、pH7付近で完全に除去されます。またシアンの塩素による分解ではpH10以上、六価クロムの亜硫酸塩による還元ではpH3以下でなければ反応が起きません。このように排水処理では、pH調整は極めて重要な操作なのです。

中和反応のしくみ

用語解説

排水基準値

環境基準を達成するため、排水に許容される汚染物質の濃度

CHECK
POINT!

  • pHの調整は、凝集・沈殿などを効果的に行うための重要な操作です。
  • 金属イオンを含む排水のpHを上げていくと、水酸化物となって沈殿します。

出典:よくわかる水処理技術(株式会社日本実業出版社発行)

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