水処理システムとは？初めてでもわかるその仕組みや種類

水処理システムとは、ひとことでいうと、工場排水や生活排水を、海や川にそのまま流せるようなきれいな水にするシステムのことです。

水の重要性と水処理の必要性

私たちの生活や産業活動は、水という資源に大きく依存しています。飲料水としての使用はもちろん、農業、製造業、エネルギー分野など、ほとんどすべての産業において水は不可欠です。

しかし地球上に存在する水のうち、人間が利用できる淡水はわずか2.5％程度しかありません。その中でも安全に使用できる水資源は限られており、人口増加や気候変動により水不足や水質汚染の問題が深刻化しています。

こうした背景から、水を効率よく利用し、再生し、汚染水を環境に悪影響を与えずに排出するために、「水処理」が欠かせない工程となっています。特に産業排水や生活排水は、そのまま自然環境に放出すれば河川や海を汚染し、生態系に悪影響を与えるだけでなく、私たちの健康リスクにもつながります。

したがって、あらゆる場所で水を適切に処理・管理するシステムが必要とされているのです。

浄化と再利用の概念

水処理の目的は大きく分けて「浄化」と「再利用」にあります。浄化とは、汚れた水（排水）から有害物質や不純物を取り除き、環境基準に適合するレベルまできれいにすることです。これには微粒子の除去、化学物質の中和、有機物の分解などが含まれます。

一方、再利用は、処理した水を再び何らかの用途に活用することです。水資源の節約と環境負荷の軽減につながります。たとえば工場内で冷却水や洗浄水として使い回したり、トイレの洗浄水や緑地の散水に使ったりといった用途があります。近年では、再生水を飲用レベルにまで高める技術も進化しており、持続可能な水循環システムの実現が期待されています。

このように、水処理システムは単なる汚水処理の仕組みではなく、限られた水資源を有効に活用し、環境保全と経済性の両立を図るための重要な社会インフラなのです。

水処理は、前処理・主処理・後処理という大きく3つの段階に分かれており、それぞれが役割を持って連携することで、水を安全かつ効率的に浄化・再利用することができます。ここでは各工程の特徴と処理方法について詳しく解説します。

前処理（ろ過・沈殿など）

前処理の目的は、後続の処理工程に負担をかけないよう、水中に含まれる大きなゴミや砂、浮遊物などの物理的な不純物を除去することです。典型的な方法としては以下のようなものがあります。

・スクリーン処理：粗い網で大きなゴミ（ビニール、紙くずなど）を取り除く
・沈殿処理：水を静置し、比重の大きい粒子を自然に沈める
・ろ過処理：砂や炭などのフィルターを通して微細な粒子を除去する

これらの処理によって、水の透明度が向上し、後段の処理装置の故障を防ぐと同時に、全体の効率が高まります。

主処理（物理処理・化学処理・生物処理）

主処理は、水中に含まれる有機物・無機物、細菌など、目に見えない汚染物質を除去する工程です。用途や水質に応じて、複数の方法を組み合わせて使用します。

物理処理：砂ろ過、加圧浮上などを用いて、水中の浮遊物質や油分を取り除く

化学処理：凝集剤や中和剤を投入し、細かい粒子や有害物質を沈殿・分離。重金属やリン、窒素の除去にも使われる

生物処理：微生物の力を使って、有機物を分解・無害化する方法。活性汚泥法や膜分離活性汚泥法（MBR）などがある

特に生物処理は、コストパフォーマンスが高く、広く使用されている方法です。下水処理場や工業施設でも多く導入されています。

後処理（脱水・再利用・放流処理）

主処理を経た水は、ほぼ安全な状態にまで処理されていますが、最終段階として後処理が行われます。目的は、残留汚泥の処理や、処理水を再利用または環境中へ安全に放流するための最終仕上げです。

・脱水処理：処理過程で発生した汚泥を遠心脱水や加圧脱水で水分を除去し、減容・乾燥させる
・高度処理（再利用向け）：活性炭やオゾン、逆浸透膜（RO膜）などを用いて、さらに不純物や臭気を取り除き、高品質な再生水を作る
・放流処理：河川や海へ排出する際には、水質基準を満たしているかの最終チェックが必要。消毒やpH調整が行われることもある

このように、水処理プロセスは単なる一連の作業ではなく、水質や利用目的に応じて多様な技術が組み合わさる、非常に精密なシステムなのです。

水処理システムにはさまざまな種類があります。代表的なものをご紹介します。

下水処理システム

下水処理システムは、家庭や施設から排出される生活排水を浄化し、河川や海などに放流可能な状態にするためのインフラです。主に地方自治体が整備・運営しており、「活性汚泥法」や「高度処理法」などが広く採用されています。

都市部では大規模な下水処理場が整備され、微細な汚染物質や病原菌まで除去可能な高度処理技術も導入されています。また、処理過程で発生する汚泥をバイオガス化したり、消化ガスを発電に活用したりするなど、再資源化の取り組みも進んでいます。

工業用水処理システム

工業用水処理は、製造業や化学工場、食品工場など、産業活動によって排出される排水を対象とするシステムです。油分、重金属、化学薬品など多様で高濃度な汚染物質を含むことが多く、水質に応じた専門的な処理が求められます。

たとえば、電気メッキ工場では有害な六価クロムを除去する処理、食品工場では高BOD（生物化学的酸素要求量）の排水に対応した生物処理など、用途に特化した設備が導入されます。また、水の再利用によって水道代や環境負荷の削減にもつながり、企業のCSRやSDGs対応として注目されています。

雨水・排水再利用システム

近年注目されているのが、雨水や排水を貯留・浄化し、トイレや散水、冷却水などに再利用するシステムです。特にオフィスビルや商業施設、学校などでの導入が進んでおり、節水効果と環境対策の両立が可能です。

この種のシステムでは、ろ過や紫外線殺菌、逆浸透膜（RO膜）などの技術が用いられます。また、豪雨や水害対策として、雨水貯留タンクを併設するケースも増えており、防災と日常利用の両面でメリットがあるのが特徴です。

コンパクト型・移動式システム

従来は大規模な施設に限られていた水処理設備ですが、近年では小規模施設や仮設現場でも使えるコンパクト型・移動式水処理システムが普及しつつあります。これらはコンテナサイズに収まるパッケージタイプが主流で、設置・撤去が簡単で短期間の使用にも対応できます。

災害時の緊急水処理や、建設現場、工事現場など一時的な排水処理ニーズにも適しており、近年では自治体の備蓄として導入される例も見られます。また、途上国の水問題への対応として、太陽光発電と連携した持続可能なシステムも開発されています。

株式会社スイレイは、あらゆる業種の工場排水に対して、完全オーダーメイドの水処理システムを提供している企業です。現場の声に耳を傾けながら、最適な機器選定と設計を行い、設置から運用・管理まで一貫してサポートしています。

スイレイの最大の特徴は、独自の特許技術と市販機器を組み合わせて性能を最大化する選定技術にあります。たとえば、「水の再利用」に関する複数の特許を保有し、処理能力の“足し算”ではなく、“かけ算”によって高性能化を実現するのがスイレイならではのアプローチです。

提供する主なシステムには、高品質な水を循環利用できるリサイクリング・システムや、高効率な凝集沈殿ろ過プロセスがあります。これらは同社オリジナルの薬品や装置と、他社製品との高い親和性を引き出す技術で支えられています。

また、金属汚泥の体積を大幅に削減する全量脱水システムや、粉末乾燥を可能にするCDドライヤーの導入など、コスト削減にも貢献。さらに、メンテナンスサービスにも定評があり、約100社の定期点検を通じて、無人化・自動化といった時代のニーズに応えています。

スイレイの水処理は、単なる装置の提供にとどまらず、技術者の経験と研究によって磨かれた「使える水処理」の実践知が詰まったソリューションです。

水処理システムは、限られた水資源を守り、持続可能な社会を築くうえで欠かせない存在です。その仕組みや種類は多岐にわたり、用途や水質に応じた最適な選定が必要です。

近年では、単なる浄化にとどまらず、水の再利用や省エネ化を実現する高機能なシステムが登場し、企業の環境対策にも直結しています。

株式会社スイレイのように、現場に寄り添ったオーダーメイドの技術提案ができる企業の存在は、水処理の高度化と多様化に応える大きな力となっています。未来を見据えた水処理の選択が、企業価値の向上にもつながるでしょう。