紙パルプ産業における廃水処理プロセスは複雑かつ系統的なプロセスであり、通常は前処理、生物学的処理、および高度な処理の 3 つの段階で構成されます。このプロセスの詳細な手順は次のとおりです。
I. 前処理段階
前処理段階の主な目的は、懸濁物質を除去し、pHを調整し、廃水中の有機物の濃度を低減して、その後の生物学的処理のための条件を作り出すことです。
1. バースクリーン：排水中の大きな浮遊物質や浮遊物を除去し、後工程の負荷を軽減します。バースクリーンは通常、平らな鋼とねじれた鋼から溶接されており、バー間の間隔は実際の条件に応じて調整できます。
2. 平衡化タンク: 廃水の流れを調整して水質を安定させ、その後の処理に安定した水質条件を提供します。均圧タンクは通常、廃水の流れの変動を緩衝するために大きな容積を持っています。
3. 沈殿タンク/浮選タンク: 廃水から微細な懸濁物質と一部の有機物をさらに除去します。沈殿槽は重力を利用して浮遊物質を沈降させますが、浮選槽は廃水にマイクロバブルを注入し、浮遊物質を泡に付着させて表面に浮かせます。
4. 中和槽：廃水のpHを生物処理に適した範囲に調整します。これは通常、酸またはアルカリを添加することによって達成されます。
II.生物学的処理段階
生物処理段階は製紙廃水処理の中核段階であり、主に活性汚泥法や生物膜法などの生物処理技術を用いて廃水中の有機物、窒素、リンなどの汚染物質を除去します。
1. 好気性生物学的処理:
※活性汚泥法：曝気装置により排水に十分な溶存酸素を供給し、汚泥と排水を十分に混合させます。微生物は有機物を分解します。一定の時間が経過すると、曝気槽内の混合液は沈殿槽に入り、固液分離されます。-処理水は放出されるかさらに処理され、汚泥の一部は微生物数を維持するために曝気タンクに戻されます。
※バイオフィルムプロセス：担体表面に付着したバイオフィルムを利用して有機汚染物質を分解します。廃水がバイオフィルム層を通過すると、有機汚染物質が微生物によって分解されます。生物膜法は活性汚泥法に比べて衝撃荷重に強く、必要な土地が少なく、操業・管理が容易です。
2. 嫌気性生物処理: 嫌気性条件下では、嫌気性微生物が廃水中の有機汚染物質をメタンや二酸化炭素などの物質に変換します。嫌気性生物処理技術には主に上向流嫌気性汚泥ブランケット（UASB）システムが含まれており、高負荷容量、低コスト、エネルギー回収を特徴としています。
3. 生物学的窒素およびリンの除去: 生化学的処理段階では、窒素やリンなどの栄養素の除去も考慮する必要があります。生物学的窒素除去には通常、アンモニア化、硝化、脱窒という 3 つの段階が含まれており、さまざまな種類の微生物の相乗作用によって窒素の変換と除去が達成されます。生物学的リン除去では、ポリリン酸蓄積細菌を利用して廃水中のリンを微生物内のポリリン酸塩として蓄積し、汚泥排出によって除去されます。
Ⅲ．高度な治療段階
高度な処理段階は、生化学的処理後も依然として高濃度の難分解性有機物および着色汚染物質を含む廃水を主に対象としています。高度な酸化、吸着、膜分離技術を利用してさらなる処理を行い、排水が排出基準を確実に満たすようにします。
1. 高度な酸化技術: オゾン酸化やフェントン酸化など、強力な酸化剤を利用して難分解性有機物を分解し、廃水中の COD と色を削減します。
2. 吸着技術：活性炭などの吸着材を利用して廃水中の有機物、色素、その他の汚染物質を除去します。
3. 膜分離技術：ナノ濾過や逆浸透などの膜分離技術を活用し、廃水から有機物、懸濁物質、その他の汚染物質を効率的に分離します。
