水処理における様々な酸化処理技術と特徴

2025年5月27日 2025年5月27日 water-admin

水処理は、私たちの生活や産業活動に不可欠な水を安全かつ効率的に利用するために極めて重要です。その中でも酸化処理は、水中の汚染物質を分解・無害化するための主要な技術の一つとして、多岐にわたる分野で活用されています。

本記事では、水処理で用いられる代表的な酸化処理技術について、その原理や特徴を解説します。

酸化処理とは、化学反応を利用して物質から電子を奪う（酸化させる）ことにより、その物質の化学構造を変化させる処理方法です。

水処理においては、この酸化作用を利用して、有機物、無機物、病原微生物などを分解・除去し、水の浄化を行います。

水処理で利用される酸化処理技術は多岐にわたりますが、ここでは主要なものをいくつか紹介します。

塩素処理は、最も古くから広く利用されている酸化処理技術の一つです。次亜塩素酸ナトリウムなどの塩素系薬剤を水に添加し、その強力な酸化力で微生物を殺菌したり、アンモニアや鉄、マンガンなどの無機物を酸化除去したりします。

オゾン (O3) は、酸素原子3つからなる不安定な分子で、強力な酸化力を持ちます。オゾンガスを水に溶解させて接触させることで、有機物の分解、脱色、脱臭、殺菌などを行います。

メリット: 塩素よりも酸化力が強く、幅広い種類の有機物に対して高い分解能力を示します。また、反応後は酸素に戻るため、有害な残留物を生成しにくいという利点があります。トリハロメタンの生成を抑制できる場合もあります。
デメリット: オゾン発生装置などの設備コストが比較的高く、オゾン自体の半減期が短いため持続的な殺菌効果は期待しにくい点、未反応オゾンの処理が必要となる場合があります。

**紫外線（UV）**を水に照射することで、微生物のDNAにダメージを与え、不活化させる技術です。主に殺菌目的で用いられます。

メリット: 薬剤を使用しないため、処理水に臭いや味の変化がなく、有害な副生成物を生成する心配がありません。装置の操作や維持管理が比較的容易です。
デメリット: 水の濁度が高いと紫外線の透過率が低下し、殺菌効果が十分に得られない場合があります。また、残留効果がないため、処理後の再汚染には注意が必要です。

**促進酸化処理（AOP）**は、ヒドロキシラジカル（OH⋅）などの非常に反応性の高い活性酸素種を生成させ、それを利用して難分解性の有機物を強力に酸化分解する技術の総称です。オゾンと過酸化水素の併用、オゾンと紫外線の併用、紫外線と過酸化水素の併用、フェントン反応などが代表的です。

フェントン反応は、過酸化水素 (H2O2) と鉄イオン (Fe2+) を触媒として反応させ、強力な酸化力を持つヒドロキシラジカルを生成するAOPの一種です。土壌汚染の浄化や、高濃度の有機性排水の処理などに利用されます。

的にモニタリングし、記録することは、異常の早期発見と適切な対策を講じる上で不可欠です。

最適な酸化処理技術を選定するためには、処理対象となる水の性質（汚染物質の種類や濃度、水量など）、処理目標、設置スペース、初期コスト、ランニングコスト、維持管理の容易さなどを総合的に比較検討する必要があります。

また、単一の技術で対応が難しい場合は、複数の処理技術を組み合わせることも有効な手段となります。例えば、生物処理の前処理として酸化処理を行ったり、酸化処理後に活性炭吸着処理を組み合わせたりすることで、より高度な水質浄化が期待できます。

本記事では、水処理における主要な酸化処理技術についてご紹介しました。それぞれの技術にはメリットとデメリットがあり、対象となる水質や目的に応じて適切な技術を選定することが重要です。

水処理に関する課題やお悩み、既存設備の改善、新たな処理技術の導入をご検討の際には、専門的な知識と経験を持つ業者にご相談いただくことをお勧めします。

専門業者が周りにいない時や、第三者の意見を聞きたいときは、工場のセカンドオピニオンであるウォーターデジタル社にぜひお問い合わせください。