スプリング製造会社における排水モニタリングの適用事例

ばねの表面処理工程では、腐食を防ぐ保護皮膜を形成するためにリン酸塩処理が行われます。これは、亜鉛、マンガン、ニッケルなどの金属イオンを含むリン酸塩溶液にばねを浸漬する処理です。化学反応により、ばねの表面に不溶性のリン酸塩膜が形成されます。

このプロセスでは主に2種類の廃水が発生します
1. リン酸処理廃液溶液：リン酸処理槽は定期的な交換が必要であり、高濃度の廃液が発生します。主な汚染物質には、亜鉛、マンガン、ニッケル、リン酸などがあります。
2. リン酸塩処理リンス水：リン酸塩処理後、複数回のリンス処理が行われます。汚染物質の濃度は使用済み浴よりも低いものの、水量は相当な量です。このリンス水には残留亜鉛、マンガン、ニッケル、全リンが含まれており、スプリング製造施設におけるリン酸塩処理廃水の主な発生源となっています。

主要な汚染物質の詳細な概要:
1. 鉄 – 主要な金属汚染物質
発生源：主に、バネ鋼を塩酸または硫酸で処理して鉄酸化物スケール（錆）を除去する酸洗工程に由来します。この工程により、鉄イオンが排水中に大量に溶解します。
監視と制御の根拠:
- 視覚的影響: 排出されると、第一鉄イオンが第二鉄イオンに酸化され、赤褐色の水酸化第二鉄沈殿物が形成され、水域の濁りや変色を引き起こします。
- 生態学的影響: 蓄積した水酸化鉄は川底に沈殿し、底生生物を窒息させ、水生生態系を混乱させる可能性があります。
- インフラストラクチャの問題: 鉄の堆積によりパイプが詰まり、システム効率が低下する可能性があります。
- 処理の必要性：鉄は毒性が比較的低いにもかかわらず、通常は高濃度で存在し、pH調整と沈殿によって効果的に除去できます。下流プロセスへの影響を防ぐため、前処理が不可欠です。

2. 亜鉛とマンガン – 「リン酸ペア」
発生源：これらの元素は主にリン酸処理工程に由来し、この工程は防錆性とコーティングの密着性を高めるために不可欠です。ほとんどのバネメーカーは、亜鉛またはマンガンをベースとしたリン酸処理溶液を使用しています。その後の水洗により、亜鉛イオンとマンガンイオンが廃水中に排出されます。
監視と制御の根拠:
- 水生毒性: 両方の金属は、低濃度であっても魚やその他の水生生物に対して重大な毒性を示し、成長、繁殖、生存に影響を与えます。
- 亜鉛: 魚の鰓機能を損ない、呼吸効率を低下させます。
- マンガン: 慢性的な暴露は生体蓄積を引き起こし、神経毒性の影響を及ぼす可能性があります。
- 規制遵守：国内および国際的な排出基準では、亜鉛とマンガンの濃度に厳しい制限が設けられています。効果的な除去には通常、アルカリ試薬を用いた化学沈殿法によって不溶性水酸化物を形成する必要があります。

3. ニッケル – 厳格な規制を必要とする高リスク重金属
出典:
- 原材料に固有のもの: ステンレス鋼を含む特定の合金鋼にはニッケルが含まれており、酸洗い中に酸に溶解します。
- 表面処理プロセス: 一部の特殊な電気めっきまたは化学コーティングにはニッケル化合物が組み込まれています。
監視と制御の根拠（極めて重要）:
- 健康と環境への有害性：ニッケルおよび特定のニッケル化合物は、潜在的な発がん性物質に分類されています。また、毒性、アレルギー性、生体蓄積性によりリスクを伴い、人体と生態系の両方に長期的な脅威をもたらします。
- 厳格な排出制限: 「統合排水排出基準」などの規制では、ニッケルの危険レベルの高さを反映して、ニッケルの許容濃度の最低水準(通常≤0.5～1.0 mg/L)が設定されています。
- 処理の課題: 従来のアルカリ沈殿法ではコンプライアンス レベルを達成できない可能性があり、効果的なニッケル除去にはキレート剤や硫化物沈殿法などの高度な方法が必要になることがよくあります。

未処理の廃水を直接排出すると、水域および土壌の深刻かつ持続的な環境汚染につながります。そのため、すべての排水は、排出前に適切な処理と厳格な検査を受け、規制遵守を確保する必要があります。排出口でのリアルタイム監視は、企業が環境責任を果たし、規制遵守を保証し、生態学的および法的リスクを軽減するための重要な手段となります。