水はすべての命の源であり、基礎となります。食品やエネルギーの源としても使われますし、溶剤や洗剤、冷却剤にもなり、廃水の輸送や排出システムにも利用されます。水は一度使用すると、肥料や農薬、薬品、重金属化合物、ボディケア製品、合成製品で汚染されるので、排水の前に処理をしなければなりません。
水の汚染には健康被害がつきまとうため、世界保健機関（WHO）は、アンモニア (NH3)、硝酸 (NO3-)、亜硝酸 (NO2-)などの水中に含まれる約200種類の物質について許容限界値のガイドラインを発行しています。
したがって、廃水の処理は重要な工程であり、汚染物質から環境を保護するためには、法令順守が非常に重要です。
自治体の下水・工業廃水処理プラントでは、多数のパラメータを常時監視していなければなりません。これには、たとえば、重金属のカドミウム、鉛、亜鉛、コバルトのほか、硝酸塩、アンモニウム塩、リン酸塩、硫酸塩などのアニオンが含まれます。メトロームプロセスアナリティクスでは各種アナライザーを取り揃え、これらのアプリケーションに対応しています。202X プロセスアナライザーは、幅広い物質およびパラメータに対応した設定が容易に行え、信頼性の高いオンラインモニタリングが行えます。
下水からの窒素の除去は水質汚染を最小限に抑え、水域の富栄養化を避けるために重要なプロセスです。廃水中の窒素は大半が有機窒素、アンモニウム、アンモニア、硝酸塩の形で存在し、法令で定められた厳しい排水基準に従って処理しなければなりません。
最新の廃水処理プラント (WWTP) では、窒素化合物を処理および除去するために生物学的栄養素除去 (BNR) プロセスが導入されており、これらには硝化と脱窒素の両方のプロセス手順が含まれます。 硝化 (反応 1A) は曝気槽 (図 1) で行われ、酸素とさまざまな種類の硝化剤 (細菌) を使用して、亜硝酸塩を介してアンモニウムが硝酸塩に酸化されます。 その後の脱窒素(反応 1B) の間、硝酸塩は、酸素の非存在下 (すなわち、無酸素ゾーン) で特殊な従属栄養細菌を使用して窒素ガス (N2) にさらに変換されます。 形成された N2 は無害に大気中に放出されます。 したがって、完全な窒素酸化とその後の窒素ガス変換を確実にするために、両方のプロセス工程でアンモニア、硝酸塩、亜硝酸塩の濃度を連続的に測定することが非常に重要です。
排水中のアンモニアと亜硝酸塩のレベルの増加は、不十分な曝気ステップまたは毒性または pH の変化のいずれかが硝化プロセスを妨げていることを示します。一方、排水中の硝酸塩の増加は、無酸素ゾーンが正しく発達していないか、排水中の生化学的 (または生物学的) 酸素要求量 (BOD) の食物源が通常よりも低いことを示している可能性があります。
環境コンプライアンスを確保するために、排水中のアンモニアおよび硝酸塩/亜硝酸塩の含有量を常に監視する必要があります。従来、これらのパラメータは実験室での分析によって測定できます。ただし、この方法論は「リアルタイム」の結果を提供するものではなく、現在の運用条件に適応するために継続的なメンテナンスと人間の介入が必要です。堅牢なセルフクリーニング オンライン プロセス アナライザーは、高濃度の固形物やバクテリアを含む産業、下水、および都市廃水アプリケーション向けの唯一の信頼できる測定ソリューションです。
メトローム プロセスアナリテック には、流入水と流出水のすべての要件を広い濃度範囲でカバーし、アンモニア、硝酸塩、亜硝酸塩を同時に分析できる工業用オンライン プロセス分析装置、2060 TI プロセスアナライザーがあります。このプロセス分析計は、窒素化合物をオンラインで監視することもでき、高い分析処理能力と低いランニングコストを同時に実現します。
NH3,、NO3-,、NO2- は、分光計モジュールによって同時測定できます。 2060 TI プロセスアナライザーは、μg/L～mg/Lまでの幅広いNO2-、NO3-、NH3/NH4+ 濃度を測定できます（表１参照）。
表1. WWTPの測定パラメータと処理前・処理後の濃度範囲
| パラメーター | 流入水 [mg/L] | 排水 [mg/L] |
|---|---|---|
| NH3 | 0–6000 | 0–60 |
| NO3- | 140–1400 | 0–88 |
| NO2- | 160–320 | 0–16 |
化学的酸素要求量(COD)、その他のパラメータ、遊離および総リン酸、全窒素、pH、重金属、塩素などもオンライン上でメトロームプロセスアナライ
ザーを使用して測定できます。
アンモニア、亜硝酸、硝酸は排水処理プラントで測定する重要なパラメータです。
分析頻度を上げ法令で定められた規制値の遵守をするために、メトロームプロセスアナリティクスの2060 TIプロセス アナライザーが役立ちます。
- 完全に自動化された判断と結果出力
- サンプルが管理幅から外れている場合の自動アラーム
- プロセス ストリームで複数のパラメータを同時に測定することにより、不必要なコストを低減
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