ドイツの再生紙メーカーSteinbeis Papier社における廃水処理プラントにおける、TOC計更新のケースをご紹介します。
Steinbeis Papier社は、100%リサイクル素材を使用したプリンター用紙や雑誌用紙を製造するドイツのメーカーです。従業員は約350名、年間約30万トンの紙を生産しています。同社は、主要な河川からプロセス水を取り込み、自社で保有する産業廃水処理プラントで、2段階の好気性処理プロセスによる浄化処理をした後、再び河川に排水しています。
新しいTOC計を再検討する必要性を感じていた
同社は長年にわたり、燃焼酸化方式のTOC計を利用してきました。この方式への満足度は高かったものの、既設のTOC計の測定範囲では不十分なケースが多く、プラントの正確な制御と、トラブルのないTOC分解に不可欠であるオンラインTOC値の継続的な信頼性を維持するためには、機器の老朽化に伴う交換が必要であると考えられていました。
燃焼酸化方式のTOC計の詰まりを除去するためには、装置のスイッチを切り、オーブンを冷却する必要があります。さらにその後、装置を再起動する前に手作業でリアクターを洗浄する必要があります。このプロセス全体には、約8時間を要します。またこの間の測定値は得られず、測定値に基づいて浄水沈殿処理プロセスを制御することができません。このメンテナンス作業中は故障も検出できず、現場担当者は数時間拘束されることになります。
そこで更新を機に、下水処理場の入口と出口のTOC含有量を測定するTOCオンライン分析装置を新たに導入することにしたのです。
廃水処理プラントの入口と出口に
同社では、廃水処理プラントの入口にHachのオンラインTOC計を設置することで、浄水沈殿処理プロセスの制御を自動化しました。BOD5 と良好な相関関係を示すTOC値は、プロセス制御システムに送信されます。プロセス制御システムは、流量、アンモニア濃度、TOC値に基づいて、尿素とリン酸の投与量をリアルタイムで管理し、最適な栄養比率を確保しました。
同社では、2チャンネル対応の装置を使用し、処理場の流入水と放流水の両方をモニターしています。また、このプラントのある自治体は、TOCとCOD値の相関関係が実証されるのであれば、TOC値による有機残留物の報告を承認することに同意しています。
BioTector B7000iの最大の利点は、測定ごとにリアクターとサンプルチューブを自動的に洗浄する点です。これにより、繊維質を含むなどの難しいサンプルでも、目詰まりやキャリーオーバーを防ぐことが可能となりました。
有機炭素の酸化は、BioTector内の常温の液相で行われます。通常、塩類は溶解したまま、反応後に装置から排出されるため、沈殿物がとどまることがありません。そのため、手作業による頻繁な清掃や、再校正の必要がなくなります。
その結果、ダウンタイムが効果的に抑制され、TOC値が高い測定精度で継続的かつ確実に測定されるようになりました。さらにSteinbeis社では、Hachによる定期メンテナンスサービスを導入していますが、その一項目にある「6ヶ月ごとの装置の校正」のみで運用が可能となっています。4週間ごとの試薬交換においては、装置の電源を切る必要がないため、継続的に稼働させることが可能です。つまり年間で12時間のダウンタイムのみを見積っておけばよい、ということになります。
また、他のTOC技術との違いの一つとして、BioTectorでは直径3.2mmの大型サンプルチューブを使用しているため、粒子の通過性が良く、目詰まりに対する高い安全性が得られるようになりました。その結果、2mmまでの柔らかい粒子であれば、サンプルのろ過は必要なくなります。さらに、最大10mlという大容量の代表的なサンプルで、高い測定精度を実現しています。このことは、少量のサンプル量によるばらつきを避けることが可能です。
＜写真左＞Steinbeis社に設置されているTOC分析装置（B7000i）
＜写真右＞既設のTOC計で使用されていた内径0.8㎜のサンプルチューブ（左）とバイオテクターの内径3.2mmのサンプルチューブ（右）
TOC値に基づく測定プロセスの効率的な制御については、測定値の信頼性と正確性が重要です。このことで、細菌が最適なパフォーマンスを発揮できるよう、廃水に適した量の栄養分を添加することが可能となります。製紙業界における廃水/排水は、塩分やその他の添加物が多く含まれているため、高温酸化を伴う装置では、目詰まりが故障につながる可能性があり、結果的にメンテナンスが高頻度で必要となり、ダウンタイムが発生します。
B7000i TOC分析装置はこのような困難な排水TOC管理のために開発された製品のため、汚れや塩分が多く含まれている排水においても、メンテナンスの必要性が低く、確実に正確な測定値を得ることが可能となったのです。
導入企業様について
Steinbeis社は、100%古紙を原料としたプリンター用紙と雑誌用紙のメーカーで、年間30万トンの生産能力を誇っています。ビジネス展開の地域は、ドイツを中心をしたヨーロッパです。
