持続可能な工場の実現へ。排水のpH監視と調整を自動化する方法

排水・環境調査

SDGsを始め持続可能な社会の実現に向け、環境保護への注目度は日々高まりを感じます。工業プラントエンジニアの方や、生物を扱う方にとっては過去最高に注目を浴びているのではないでしょうか。

とはいえ人的・金銭的リソースも含めて取り巻く環境が大きく変わるかと言えば、また別問題かもしれません。自動車工場における製造工程の自動化は一般的ですが、排水管理のそれは千差万別で、まだまだ手間のかかる作業が多いというのが実情かもしれません。

有限なリソースを適材適所に振り分け、環境に配慮した工場であり続けるためにも、排水管理を自動化させる方法をハンナから提案いたします。


lこんな方にお勧め

SDGs社会に則り環境負荷低減をアピールしたい
排水管理、pH調整を自動化したい
限られた予算で設備を刷新したい

pHの役割をおさらい


環境省が発表している排水のpH許容限度は、海域以外の公共用水域に排出される場合は5.8~8.6、海域に排出される場合は5.0~9.0とされています。これは水中生物の生存や農作物の栽培環境がこの範囲であり望ましいため、すなわち環境負荷に配慮した数値と言えます。
※引用:環境省 一般排水基準 https://www.env.go.jp/water/impure/haisui.html

もっぱら排水に含まれる様々なイオン(3価クロム、2価鉄、亜鉛イオンなど)は、イオンの種類に応じてpHを調整することで溶解が可能になります。

センサー付き投薬ポンプの活用


さてハンナにはAC電源で利用可能、pH値と温度を検出できるpHセンサーが搭載され、さらに制御機能が付いた投薬ポンプが一体となった測定器があります。

センサーの検出単位は0.01 pHで精度は温度が25℃の際に±0.10pH。センサー部分は浸漬可能でジャブ付けOK、DINコネクターは防水式で高湿度環境にも対応。pHは0.00~12.00 pHまで測定可能です。

投薬ポンプの流量は0.5~3.5L/時で調整可能でpH値は4.00~10.00で設定が可能。一定のpH値になるまで設定した流量で投薬を続けるオン/オフ制御と、目標のpH値に近づくにつれて流量を制限する比例制御の2種類が搭載されています。

※動画左上がモニター、左下が調整剤の吸引側、右下が調整剤の排出口側で、白いコードがpHセンサーです。

比例制御についてもう少し詳しく説明します。

比例幅(Band)を調整することで制御が介入するpH値をコントロールできます。タンクなどで使用される場合はある一定の値まで一気に溶液を投入し、そこから目標値まではゆっくりと投薬していくイメージです。

例えばpH7.6の水をpH6.5に調整すべく比例幅を0.50pHに設定した場合、ポンプにより調整剤が投入され続け、水のpHが7.0まで下降すると比例制御が介入します。制御が介入するとポンプの回転数が制限され流量が絞られ、pHの下降が緩やかになります。そしてpHが6.5に近づくほど流量が絞られていき、目標のpH値に調整されていく仕組みです。

逆に目標値からpH値が離れていくと、ふたたび供給が徐々に開始されます。こちらでも比例制御が介入し、数値が離れるほどに供給量が増えていきます。

※なお投薬を行う際は攪拌ポンプの使用が推奨されます。

3.5L/時以上の投薬が必要な濾過槽やタンクをご利用中のお客さまには、さらに大容量の投薬が可能なポンプもございます。また六価クロムやシアン溶解のためにpH4以下、もしくはpH10以上の強酸強塩基での処理が必要なお客様にはそれぞれに対応した指示調節計もご用意しておりますので、ぜひご活用ください。