高度なTOCモニタリングによる嫌気性廃水処理の最適化

廃水処理において、有機負荷、特に全有機炭素（TOC）のモニタリングは、効率的かつ効果的な操業を維持するために不可欠となっている。これは、食品・飲料（F&B）業界のように、廃棄物の種類や量が大きく変動する産業において特に顕著である。

今回のインタビューでは、ヴェオリア・ウォーター・テクノロジーズ＆ソリューションズのイェンス・ノイバウアー氏とクリスチャン・カイラールス氏がAZoMaterialsに対し、TOCモニタリングの重要性、そしてTOC技術の進歩が廃水処理プロセスをどのように変革しているかについて語ります。

廃水処理において、有機負荷、特に全有機炭素（TOC）のモニタリングが重要なのはなぜですか？
イェンス：ほとんどの廃水では、汚染物質の大部分は有機物であり、これは特に食品・飲料業界で顕著です。そのため、下水処理場の主な役割は、これらの有機物を分解して廃水から除去することです。処理の効率化により、廃水処理はより迅速かつ効率的に行えるようになっています。そのためには、廃水の組成を常に監視し、変動に迅速に対応することで、処理時間の短縮にもかかわらず効果的な浄化を確保する必要があります。

化学的酸素要求量（COD）や生物化学的酸素要求量（BOD）試験など、水中の有機性廃棄物を測定する従来の方法は、数時間から数日かかるため、現代のより迅速な処理プロセスには適していません。また、CODは毒性のある試薬を必要とするため、好ましくありません。これに対し、TOC分析を用いた有機負荷モニタリングはわずか数分で完了し、毒性のある試薬も必要ありません。プロセス分析に適しており、より正確な結果が得られます。TOC測定への移行は、排出規制に関する最新のEU基準にも反映されており、TOC測定が推奨される方法となっています。欧州委員会実施決定（EU）2016/902は、化学分野における一般的な廃水処理／管理システムに関する指令2010/75/EUに基づく最良利用可能技術（BAT）の結論を確立しました。このトピックについては、その後のBAT決定も参照できます。

廃水処理システムの効率性と有効性を維持する上で、TOC（全有機炭素）モニタリングはどのような役割を果たしますか？
イェンス：TOCモニタリングは、プロセスにおける様々な段階での炭素負荷に関する貴重な情報を提供します。

生物処理前にTOCをモニタリングすることで、炭素負荷の変動を検知し、必要に応じてバッファータンクへ炭素を振り向けることができます。これにより、生物処理槽への過負荷を防ぎ、処理工程の後半で再び生物処理槽に戻すことが可能になります。また、沈殿工程の前後でTOCを測定することで、オペレーターは凝集剤の投与量を制御できます。炭素添加量を最適化することで、曝気槽内や嫌気性段階におけるバクテリアの栄養不足や過剰供給を防ぐことができます。

TOCモニタリングは、排出地点における炭素濃度と除去効率に関する情報を提供します。二次沈殿後のTOCモニタリングは、環境中に放出される炭素量をリアルタイムで測定し、基準値が満たされていることを証明します。さらに、有機物モニタリングは、再利用を目的とした三次処理を最適化するための炭素濃度に関する情報を提供し、薬品投与量、膜前処理、オゾンおよび紫外線照射量の最適化に役立ちます。