産業廃水処理

産業廃水処理は、産業によって望ましくない副産物として生成される廃水を処理するために使用されるプロセスを指します。処理後、処理された産業廃水（または排水）は再利用されるか、下水道または環境中の表層水に放出されます。一部の産業施設では、下水処理場で処理できる廃水が発生します。石油精製所、化学および石油化学プラントなどのほとんどの産業プロセスには、処理済み廃水中の汚染物質濃度が下水道または河川、湖沼、海洋への廃水処分に関する規制に準拠するように、廃水を処理する専用の施設があります。^{[1] ：1412}これは、高濃度の有機物（油やグリースなど）、有毒汚染物質（重金属、揮発性有機化合物など）、またはアンモニアなどの栄養素を含む廃水を生成する産業に適用されます。^{[2] : 180}一部の産業では、汚染物質（毒性化合物など）を除去するための前処理システムを設置し、部分的に処理された廃水を市の下水道に排出しています。^{[3] : 60}

ほとんどの産業は、何らかの廃水を生み出します。最近の傾向は、そのような廃水の生成を最小限に抑えるか、製造プロセス内で処理された廃水をリサイクルすることです。一部の産業は、汚染物質を削減または排除するために製造プロセスを再設計することに成功しています。^[4]産業廃水の発生源には、電池製造、化学製造、発電所、食品産業、鉄鋼産業、金属加工、鉱山と採石場、原子力産業、石油とガスの抽出、石油精製と石油化学、製薬製造、パルプと製紙産業、製錬所、繊維工場、産業油汚染、水処理、木材保存などがあります。処理プロセスには、塩水処理、固形物除去（化学沈殿、ろ過など）、油とグリースの除去、生分解性有機物の除去、その他の有機物の除去、酸とアルカリの除去、および有毒物質の除去があります。

産業施設では、次のような産業廃水が発生する場合があります。^[要出典]

• 製造工程の廃棄物には、従来の汚染物質（二次処理システムで制御可能）、有毒汚染物質（溶剤、重金属など）、栄養素などのその他の有害化合物が含まれる場合があります。
• 非プロセス廃棄物：ボイラーのブローダウンと冷却水。これらは熱汚染やその他の汚染物質を排出します。
• 製造施設、サービス産業、エネルギーおよび鉱業施設から発生する産業用排水
• エネルギーおよび鉱業部門からの廃棄物：酸性鉱山排水、石油およびガス採掘による生成水、放射性核種
• 処理または冷却プロセスの副産物である廃水：逆洗（水処理）、塩水。

生成される特定の汚染物質とその結果生じる排出物の濃度は、産業部門によって大きく異なる可能性があります。^[要出典]

電池メーカーは、電子機器や携帯機器（電動工具など）用の小型デバイス、または自動車、トラック、その他の動力付き車両用の大型で高出力のユニットの製造を専門としています。製造工場で生成される汚染物質には、カドミウム、クロム、コバルト、銅、シアン化物、鉄、鉛、マンガン、水銀、ニッケル、銀、亜鉛、油、グリースなどがあります。^[13]

集中廃棄物処理（CWT）施設は、オフサイトの製造施設で発生した液体または固体の産業廃棄物を処理します。製造業者は、土地の利用可能量が限られている、オンサイトシステムの設計と運用が難しい、環境規制や許可による制限などの制約により、廃棄物を現場で処理するのではなく、CWTプラントに送る場合があります。製造業者は、CWTを使用する方が廃棄物自体を処理するよりも費用対効果が高いと判断する場合があります。これは、製造業者が中小企業である場合によく見られます。^[14]

CWT工場は、化学工場、金属加工・仕上げ工場、様々な製造業からの使用済み油や石油製品など、さまざまな製造業者からの廃棄物を受け取ることが多い。廃棄物は有害物質に分類されるか、汚染物質の濃度が高いか、処理が難しい場合がある。2000年に米国環境保護庁は、米国のCWT施設に対する廃水規制を発表した。^[15]

有機化学物質製造業者が排出する特定の汚染物質は、バルク有機化学物質、樹脂、農薬、プラスチック、合成繊維など、製造する製品の種類に応じて、工場ごとに大きく異なります。排出される可能性のある有機化合物には、ベンゼン、クロロホルム、ナフタレン、フェノール、トルエン、塩化ビニルなどがあります。生化学的酸素要求量（BOD）は、さまざまな有機汚染物質の総量測定値であり、生物学的廃水処理システムの有効性を測定するために使用される場合があり、一部の排出許可証の規制パラメータとして使用されます。金属汚染物質の排出には、クロム、銅、鉛、ニッケル、亜鉛が含まれます。^[16]

無機化学品部門は、多種多様な製品とプロセスをカバーしていますが、個々の工場が生産する製品と汚染物質の範囲は狭い場合があります。製品には、アルミニウム化合物、炭化カルシウムと塩化カルシウム、フッ化水素酸、カリウム化合物、ホウ砂、クロムとフッ素系化合物、カドミウムと亜鉛系化合物などがあります。排出される汚染物質は、製品部門と個々の工場によって異なり、ヒ素、塩素、シアン化物、フッ化物、およびクロム、銅、鉄、鉛、水銀、ニッケル、亜鉛などの重金属が含まれます。^[17]

化石燃料発電所、特に石炭火力発電所は、産業廃水の主な発生源である。これらの発電所の多くは、鉛、水銀、カドミウム、クロムなどの金属、ヒ素、セレン、窒素化合物（硝酸塩、亜硝酸塩）を高濃度に含む廃水を排出する。廃水処理には、排ガス脱硫、フライアッシュ、ボトムアッシュ、排ガス水銀制御が含まれる。湿式スクラバーなどの大気汚染制御を備えたプラントでは、通常、捕捉した汚染物質を廃水処理に移す。^[18]

灰処理池は表面貯留池の一種で、石炭火力発電所で広く使用されている処理技術です。これらの池は重力を利用して発電所の廃水から大きな粒子（総浮遊物質として測定）を沈殿させます。この技術では溶解した汚染物質は処理されません。発電所では、発電所内の特定の廃棄物に応じて、汚染物質を制御するために追加の技術を使用しています。これには、乾式灰処理、閉ループ灰リサイクル、化学沈殿、生物学的処理（活性汚泥法など）、膜システム、蒸発結晶化システムが含まれます。[ ^18]イオン交換膜と電気透析システムの技術的進歩により、煙道ガス脱硫廃水を最近のEPA排出制限を満たすように高効率で処理できるようになりました。^[19]処理方法は、他の高度にスケーリングされた産業廃水にも同様です。^[要出典]

農業や食品加工事業から発生する廃水は、世界中の公共または民間の下水処理場で処理されている一般的な都市廃水とは異なる独特の特徴を持っています。それは、生分解性で無毒である一方で、生物学的酸素要求量（BOD）と浮遊物質（SS）が高いことです。^{[20]野菜、果物、肉製品からの排水のBODと}pHの違いや、食品加工と収穫後の季節性により、食品および農業廃水の成分を予測することはしばしば複雑です。^[要出典]

原材料から食品を加工するには、大量の高品質の水が必要です。野菜を洗うと、大量の粒子状物質といくらかの溶解有機物を含む水が生成されます。界面活性剤や農薬も含まれている場合があります。

養殖施設（養魚場）では、窒素やリン、浮遊物質が大量に排出されることが多い。施設によっては薬品や農薬を使用しているところもあり、排水にそれらが混入している可能性がある。^[21]

乳製品加工工場では従来の汚染物質（BOD、SS）が排出される。^[22]

動物の屠殺や加工により、血液や腸の内容物などの体液から有機廃棄物が発生します。生成される汚染物質には、BOD、SS、大腸菌、油脂、有機窒素、アンモニアなどがあります。^[23]

販売用に食品を加工すると、調理から廃棄物が発生します。これには植物性有機物が多く含まれていることが多く、塩、香料、着色料、酸やアルカリも含まれている場合があります。脂肪、油、グリース（FOG）も大量に含まれており、濃度が高すぎると下水管を詰まらせる可能性があります。一部の自治体では、レストランや食品加工業者にグリース遮断装置の使用を義務付け、下水システムへのFOGの廃棄を規制しています。^[24]

工場の清掃、材料の搬送、瓶詰め、製品の洗浄などの食品加工活動では、廃水が発生します。多くの食品加工施設では、作業廃水を陸上に散布したり、水路や下水道に排出する前に、現場での処理が必要です。有機粒子の浮遊物質レベルが高いと BOD が増加し、下水道料金が高額になる可能性があります。沈殿、ウェッジワイヤースクリーニング、または回転ベルトろ過 (マイクロスクリーニング) は、排出前に浮遊有機固形物の負荷を減らすためによく使用される方法です。^{[引用が必要]}

ガラス製造廃棄物は、製造されるガラスの種類によって異なり、ガラス繊維、板ガラス、ロールガラス、ガラス容器などが含まれます。ガラス工場から排出される廃水には、アンモニア、BOD、化学的酸素要求量（COD）、フッ化物、鉛、油、フェノール、リンなどが含まれることがあります。また、排出物は酸性度が高い（pHが低い）場合やアルカリ性が高い（pHが高い）場合もあります。^[25]

鉄鉱石から鉄を生産するには、高炉での強力な還元反応が必要です。冷却水は、特にアンモニアやシアン化物などの生成物で必然的に汚染されます。コークス工場で石炭からコークスを生産するには、水による冷却と副産物の分離に水を使用する必要があります。廃棄物の汚染には、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、シアン化物、アンモニア、フェノール、クレゾールなどのガス化生成物と、多環芳香族炭化水素（PAH）として総称される一連のより複雑な有機化合物が含まれます。^[26]

鉄鋼を板、線、棒に変換するには、潤滑剤や冷却剤として水を使用することが多い高温および低温の機械的変換段階が必要です。汚染物質には、油圧油、獣脂、微粒子固体などがあります。鉄鋼製品を製造業に販売する前の最終処理には、錆を除去し、スズやクロムメッキ、亜鉛メッキや塗装などの表面処理のために表面を準備するための強鉱酸での酸洗いが含まれます。一般的に使用される 2 つの酸は、塩酸と硫酸です。廃水には、廃酸とともに酸性リンス水が含まれます。多くの工場では酸回収工場 (特に塩酸を使用する工場) を稼働させており、鉱酸を鉄塩から沸騰させて除去しますが、処分しなければならない大量の酸性硫酸鉄または塩化鉄が残ります。多くの鉄鋼業界の廃水は、可溶性油としても知られる油圧油で汚染されています。 ^[要出典]

多くの産業では、最終製品を製造する際に金属原料（金属板、インゴットなど）を扱う。これらの産業には、自動車、トラック、航空機の製造、工具および金物類の製造、電子機器および事務機器、船舶およびボート、家電製品およびその他の家庭用品、据え置き型産業機器（コンプレッサー、ポンプ、ボイラーなど）などがある。これらの工場で行われる典型的な工程には、研削、機械加工、コーティングおよび塗装、化学エッチングおよびフライス加工、溶剤脱脂、電気メッキおよび陽極酸化処理などがある。これらの産業から発生する廃水には、重金属（これらの産業からの一般的な重金属汚染物質には、カドミウム、クロム、銅、鉛、ニッケル、銀、亜鉛など）、シアン化物、さまざまな化学溶剤、油、グリースが含まれている可能性がある。^{[27] [28]}

鉱山や採石場から出る主な廃水は、水中の岩石粒子のスラリーです。これらは、露出した表面や運搬道路を洗い流す雨水や、岩石洗浄および整地プロセスから発生します。特に大規模な現場では、降雨に関連した水の発生量が非常に多くなることがあります。^[29]密度勾配を利用して石炭を天然岩石から分離する石炭洗浄などの特殊な分離操作では、微粒子ヘマタイトや界面活性剤で汚染された廃水が発生することがあります。油や油圧油もよく見られる汚染物質です。^[30]

金属鉱山や鉱石回収工場からの廃水は、必然的に天然の岩石層に含まれる鉱物によって汚染されます。望ましい物質を粉砕して抽出した後、望ましくない物質が廃水の流れに入る可能性があります。金属鉱山の場合、これには亜鉛などの不要な金属やヒ素などの他の物質が含まれます。金や銀などの高価値金属の抽出では、非常に細かい粒子を含むスライムが生成されることがあり、汚染物質の物理的な除去が特に困難になります。^[31]

さらに、銅や金などの経済的に価値のある金属を産出する地層は、硫化物タイプの鉱石で構成されていることが多い。処理には、岩石を細かい粒子に粉砕し、目的の金属を抽出することが含まれるが、残った岩石は尾鉱と呼ばれる。これらの尾鉱には、望ましくない残留金属だけでなく、尾鉱を大きな貯水池に廃棄する際に必然的に空気と水にさらされると最終的に硫酸を形成する硫化物成分も含まれている。その結果生じる酸性鉱山排水は、重金属を多く含むことが多く（酸は金属を溶かすため）、鉱業が環境に及ぼす多くの影響の1つである。^[31]

原子力産業および放射性化学産業から発生する廃棄物は放射性廃棄物として扱われます。^[要出典]

研究者らは、模擬廃水中の藻類Scenedesmus spinosusによるストロンチウムの生物蓄積を調べた。この研究では、S. spinosusのストロンチウムに対する非常に選択的な生物吸着能力が主張されており、核廃水の使用に適している可能性があることを示唆している。^[32]

石油・ガス井の操業では、油、有毒金属（ヒ素、カドミウム、クロム、水銀、鉛など）、塩、有機化学物質、固形物を含む産出水が発生します。産出水には、天然放射性物質の痕跡が含まれることもあります。また、沖合の石油・ガスプラットフォームからは、デッキ排水、家庭ごみ、衛生廃棄物も発生します。掘削プロセスでは、通常、坑井現場から掘削屑や掘削泥（掘削液）が排出されます。 ^[33]

石油精製所や石油化学工場から排出される汚染物質には、従来の汚染物質（BOD、油脂、浮遊物質）、アンモニア、クロム、フェノール、硫化物などがある。^[34]

製薬工場では通常、溶剤、使用済みの酸や苛性溶液、化学反応で生じた水、製品洗浄水、凝縮蒸気、大気汚染制御スクラバーからのブローダウン、機器洗浄水など、さまざまなプロセス廃水が発生します。非プロセス廃水には通常、冷却水や現場流出水が含まれます。業界から発生する汚染物質には、アセトン、アンモニア、ベンゼン、BOD、クロロホルム、シアン化物、エタノール、酢酸エチル、イソプロパノール、塩化メチレン、メタノール、フェノール、トルエンなどがあります。使用される処理技術には、高度な生物学的処理（硝化を伴う活性汚泥など）、多媒体ろ過、シアン化物破壊（加水分解など）、蒸気ストリッピング、廃水リサイクルなどがあります。^[35]

パルプおよび製紙産業からの排水は、一般に浮遊物質とBODが高い。製紙用に木材パルプを漂白する工場では、クロロホルム、ダイオキシン（2,3,7,8-TCDDを含む）、フラン、フェノール、化学的酸素要求量（COD）が発生する可能性がある。^[36]輸入パルプを使用する独立型の製紙工場では、沈殿や溶存空気浮上法などの簡単な一次処理のみが必要になる場合がある。BODまたはCOD負荷の増加、および有機汚染物質には、活性汚泥または上向流嫌気性汚泥ブランケットリアクターなどの生物学的処理が必要になる場合がある。塩などの無機負荷が高い工場では、限外濾過や逆浸透などの一般的な膜処理、または栄養素などの特定の汚染物質を除去する処理のいずれかの三次処理が必要になる場合がある。

非鉄製錬所から排出される汚染物質は、卑金属鉱石によって異なります。ボーキサイト製錬所はフェノールを生成しますが^{[37] : 131} 、これらの廃棄物を管理するために通常は沈殿池と蒸発を使用し、定期的に廃水を排出する必要はありません。^{[37] : 395} アルミニウム製錬所は通常、アルミニウムに加えて、フッ化物、ベンゾ(a)ピレン、アンチモン、ニッケルを排出します。銅製錬所は通常、廃水中に銅に加えてカドミウム、鉛、亜鉛、ヒ素、ニッケルを生成します。鉛製錬所は鉛と亜鉛を排出します。ニッケルとコバルトの製錬所は、卑金属に加えてアンモニアと銅を排出します。亜鉛製錬所は、ヒ素、カドミウム、銅、鉛、セレン、亜鉛を排出します。^[38]

業界で使用される典型的な処理プロセスは、化学的沈殿、沈殿、ろ過である。^{[37] : 145}

カーペット製造業者を含む繊維工場は、洗浄や仕上げ、糸製造、織物仕上げ（漂白、染色、樹脂処理、防水加工、難燃性防炎加工など）など、さまざまな工程から廃水を生成します。繊維工場で生成される汚染物質には、BOD、SS、油脂、硫化物、フェノール、クロムなどがあります。^{[39]羊毛の加工で生成される水を処理する場合、羊毛に含まれる} 殺虫剤の残留が特に問題になります。廃水中に動物性脂肪が含まれている可能性がありますが、汚染されていなければ、獣脂の製造やさらなるレンダリングのために回収することができます。^[要出典]

繊維染色工場では、合成染料（反応性染料、酸性染料、塩基性染料、分散染料、バット染料、硫化染料、媒染染料、直接染料、浸透染料、溶剤染料、顔料染料など）^[40]および天然染料、ガム増粘剤（グアー）やさまざまな湿潤剤、pH緩衝剤、染色遅延剤または促進剤を含む廃水が発生します。ポリマーベースの凝集剤と沈殿剤で処理した後、一般的なモニタリングパラメータには、BOD、COD、色（ADMI）、硫化物、油脂、フェノール、TSS、重金属（クロム、亜鉛、鉛、銅）が含まれます。

廃水に油が混入する産業用途としては、洗車場、作業場、燃料貯蔵庫、輸送拠点、発電所などが挙げられます。廃水は多くの場合、地元の下水道や産業廃棄物処理システムに排出され、地元の環境基準を満たす必要があります。一般的な汚染物質には、溶剤、洗剤、砂、潤滑剤、炭化水素などがあります。

多くの産業では、プロセスに非常に高品質の水を得るために水を処理する必要があります。これには、純粋な化学合成やボイラー給水が含まれます。また、一部の水処理プロセスでは、ろ過や沈殿から処理を必要とする有機および鉱物スラッジが生成されます。天然または合成樹脂を使用したイオン交換により、水からカルシウム、マグネシウム、炭酸イオンが除去され、通常はナトリウム、塩化物、水酸化イオンなどのイオンに置き換えられます。強酸と強アルカリでイオン交換カラムを再生すると、特に他の廃水成分と混合するとすぐに沈殿する硬度イオンを多く含む廃水が生成されます。

木材防腐処理工場は、ヒ素、COD、銅、クロム、異常に高いまたは低いpH、フェノール、浮遊物質、油、グリースなどの従来の有毒汚染物質を生成します。^[41]

廃水の汚染には様々な種類があり、汚染を除去するには様々な戦略が必要である。^[1]石油精製所、化学・石油化学工場などのほとんどの産業プロセスには、廃水を処理するオンサイト施設があり、処理後の廃水中の汚染物質濃度は、下水道や河川、湖沼、海洋への廃水処分に関する規制に準拠している。^{[1] : 1412} 人工湿地は、高品質で生産性の高いオンサイト処理を提供するため、ますます多くのケースで利用されている。製紙・パルプ生産など、大量の廃水を生み出す他の産業プロセスは環境問題を引き起こしており、工場内で水を浄化・処分する前に再利用するプロセスの開発につながっている。^[42]

産業廃水処理プラントには、従来の下水処理プラントの処理手順ではなく、次の 1 つ以上の手順が含まれる場合があります。

• 廃水から分離相の油を除去するためのAPI油水分離器。[ 43 ^{] : 180}
• 汚水から固形物を除去するための浄化槽。^{[44] : 41–15}
• 粗ろ過器は廃水の生化学的酸素要求量を減らすために用いられる。 ^{[44] : 23–11}
• 廃水から有毒な溶解性有機化合物を除去するための炭素ろ過プラント。 ^{[43] : 210}
• イオン交換膜を備えた高度な電気透析逆転（EDR）システム。

塩水処理では、廃水から溶解した塩イオンを除去します。海水または汽水淡水化との類似点はありますが、工業用塩水処理では、硬度イオンやその他の金属などの溶解イオンの独特な組み合わせが含まれる場合があり、特別なプロセスと装置が必要になります。

塩水処理システムは、通常、最終排出物の量を減らしてより経済的な処分を行うように最適化されるか (処分コストは多くの場合量に基づいているため)、淡水または塩の回収を最大限に高めるように最適化されます。また、塩水処理システムは、電力消費、化学物質の使用量、または物理的な設置面積を減らすように最適化される場合もあります。

塩水処理は、冷却塔のブローダウン、蒸気補助重力排水（SAGD）からの生産水、炭層ガスなどの天然ガス抽出からの生産水、フラッキングフローバック水、酸性鉱山または酸性岩石排水、逆浸透廃棄物、塩素アルカリ廃水、パルプおよび製紙工場の排水、食品および飲料加工からの廃棄物を処理する際に一般的に行われます。

塩水処理技術には、逆浸透などの膜ろ過プロセス、電気透析や弱酸性陽イオン交換などのイオン交換プロセス、機械的蒸気再圧縮と蒸気を使用する塩水濃縮装置や晶析装置などの蒸発プロセスが含まれます。排出基準がますます厳しくなっているため、塩水の処理に高度な酸化プロセスが使用されるようになりました。フェントン酸化^{[45] [46]}やオゾン処理^[47]などの注目すべき例は、工業プラントからの塩水に含まれる難分解性化合物の分解に使用されています。

逆浸透は、硬度塩や有機汚染物質による汚れや炭化水素による逆浸透膜の損傷の可能性があるため、塩水処理には適さない可能性があります。

蒸発プロセスは、固体塩と同程度の最高濃度を可能にするため、塩水処理で最も広く使用されています。また、蒸留品質の最高純度の排水も生成します。蒸発プロセスは、有機物、炭化水素、または硬度塩に対しても耐性があります。ただし、エネルギー消費量が多く、原動力が濃縮塩水であるため、腐食が問題になる場合があります。そのため、蒸発システムでは通常、チタンまたは二相ステンレス鋼材料が使用されます。

塩水管理では、塩水処理のより広い文脈を検討し、政府の政策と規制、企業の持続可能性、環境への影響、リサイクル、取り扱いと輸送、封じ込め、オンサイト処理と比較した集中処理、回避と削減、技術、経済性などについて検討することが含まれる場合があります。塩水管理は、浸出水管理やより一般的な廃棄物管理といくつかの問題を共有しています。近年、ゼロ液体排出（ZLD）/最小限の液体排出（MLD）への世界的な推進により、塩水管理がより普及しています。^{[48] ZLD / MLD技術では、}水の再利用のためのシステムからの水の排出を最小限に抑えるために、閉じた水サイクルが使用されます。この概念は、水の排出量の増加と膜技術の最近の進歩により、近年注目を集めています。また、特に鉱業、地熱廃水、または淡水化塩水からの物質の回収を増やすための取り組みもますます行われています。^{[49] [50] [51] [ 52] [53] [54]}さまざまな文献で、重炭酸ナトリウム、塩化ナトリウム、貴金属（ルビジウム、セシウム、リチウムなど）などの貴重な物質の抽出が可能であることが実証されています。ZLD / MLDの概念には、排水塩水の下流管理が含まれており、排出量を削減し、そこから貴重な製品を引き出します。

ほとんどの固形物は、スラリーまたはスラッジとして回収される単純な沈殿技術を使用して除去できます。非常に細かい固形物や密度が水の密度に近い固形物は特別な問題を引き起こします。このような場合には、ろ過または限外ろ過が必要になることがあります。ミョウバン塩を使用するか、高分子電解質を添加した凝集法を使用することもできます。産業用食品加工からの廃水は、下水道料金の追加料金を防止または削減するために、排出前に現場での処理が必要になることがよくあります。産業の種類と特定の運用方法によって、発生する廃水の種類と必要な処理の種類が決まります。廃棄物、有機物、砂などの固形物を減らすことは、多くの場合、産業廃水処理の目標です。固形物を減らす一般的な方法には、一次沈殿（浄化）、溶解空気浮上（DAF）、ベルトろ過（マイクロスクリーニング）、ドラムスクリーニングなどがあります。

油脂の効果的な除去は、油の懸濁状態や液滴サイズなどの特性に依存し、これが分離技術の選択に影響します。産業廃水中の油は、遊離軽油、沈みやすい重油、乳化油 (可溶性油と呼ばれることが多い) のいずれかです。乳化油または可溶性油は、通常、油を乳化から分離するために「クラッキング」が必要です。ほとんどの場合、これは水マトリックスの pH を下げることで実現されます。

ほとんどの分離技術には、効果的に処理できる油滴サイズの最適な範囲があります。各分離技術には、油滴サイズに基づいて最適なパフォーマンスを示す独自のパフォーマンス曲線があります。最も一般的な分離器は、重力タンクまたはピット、API 油水分離器またはプレートパック、溶解空気浮上による化学処理、遠心分離機、メディアフィルター、およびハイドロサイクロンです。

油水を分析して液滴のサイズを決定する作業は、ビデオ粒子分析装置を使用して実行できます。

ハイドロサイクロン分離機は、廃水がサイクロンチャンバーに入り、重力の1000倍を超える極度の遠心力で回転するプロセスで動作します。この力により、水と油滴（または固体粒子）が分離します。分離された物質はサイクロンの一端から排出され、処理された水は反対側の端から排出され、さらに処理、濾過、または排出されます。ハイドロサイクロンは、固液分離から油水分離まで、さまざまな状況で利用できます。^{[56] [57] [58] [59]}

植物や動物由来の生分解性有機物質は、通常、活性汚泥法や散水ろ床法などの従来の下水処理プロセスを延長して処理することができます。^{[1] [60]}廃水が洗浄水で過度に希釈されていたり、希釈されていない血液や牛乳のように高濃度であったりすると、問題が発生する可能性があります。洗浄剤、消毒剤、殺虫剤、抗生物質の存在は、処理プロセスに悪影響を及ぼす可能性があります。^[要出典]

活性汚泥法は、曝気と細菌および原生動物からなる生物学的フロックを使用して下水または産業廃水を処理する生物学的廃水処理法の一種です。これは、生分解性有機物および浮遊物質の除去を扱う二次処理におけるいくつかの生物学的廃水処理の選択肢の 1 つです。空気 (または酸素) と微生物を使用して有機汚染物質を生物学的に酸化し、酸化物質を含む廃汚泥 (またはフロック) を生成します。

炭素汚染物質を除去する活性汚泥処理は、廃水に空気（または酸素）を注入する曝気槽から始まります。その後、沈殿槽で生物学的フロック（汚泥層）を沈殿させ、生物学的汚泥を処理済みの透明な水から分離します。廃汚泥の一部は曝気槽にリサイクルされ、残りの廃汚泥は除去されてさらに処理され、最終的に処分されます。

散水ろ床は、岩、砂利、スラグ、ピートモス、またはプラスチック媒体の層で構成され、その上を廃水が流れ、ろ床媒体を覆う微生物スライムの層（またはフィルム）に接触します。好気条件は、強制空気流または空気の自然対流によって維持されます。このプロセスでは、廃水中の有機化合物が微生物スライム層に吸着され、スライム層に空気が拡散して、有機化合物の生化学的酸化に必要な酸素が供給されます。最終生成物には、二酸化炭素ガス、水、およびその他の酸化生成物が含まれます。スライム層が厚くなると、空気が層を貫通することが困難になり、内部に嫌気層が形成されます。^[要出典]

溶剤、塗料、医薬品、農薬、コークス製造からの製品などを含む合成有機材料は、処理が非常に難しい場合があります。処理方法は、処理される材料に固有のものであることがよくあります。方法には、高度酸化処理、蒸留、吸着、オゾン処理、ガラス化、焼却、化学的固定化、または埋め立て処分が含まれます。一部の洗剤などの一部の材料は、生物学的に分解できる可能性があり、そのような場合は、改良された形式の廃水処理を使用できます。

酸とアルカリは通常、管理された条件下で中和できます。中和すると沈殿物が発生することが多く、固体残留物として処理する必要がありますが、毒性がある場合もあります。場合によっては、ガスが発生し、ガス流の処理が必要になることがあります。通常、中和後には他の形式の処理が必要になります。

脱イオン化プロセスから生じる硬度イオンを多く含む廃水は、沈殿したカルシウム塩とマグネシウム塩の蓄積により硬度イオンが容易に失われることがあります。この沈殿プロセスにより、パイプがひどく腐食し、極端な場合には廃棄パイプが詰まることがあります。1970 年代には、大規模な化学工場に供給する直径 1 メートルの工業用海洋排水パイプがこのような塩によって詰まっていました。処理は、脱イオン化廃水を濃縮して埋め立て処分するか、放出された廃水の pH を慎重に管理することで行われます。

多くの有機物、金属（亜鉛、銀、カドミウム、タリウムなど）、酸、アルカリ、非金属元素（ヒ素やセレンなど）などの有毒物質は、非常に希薄でない限り、一般的に生物学的プロセスに耐性があります。金属は、多くの場合、pH を変更するか、他の化学物質で処理することで沈殿させることができます。ただし、多くのものは処理や緩和に耐性があり、濃縮してから埋め立てまたはリサイクルする必要がある場合があります。溶解した有機物は、高度酸化プロセスによって廃水中で 焼却できます。

分子カプセル化は、汚染源から鉛やその他のイオンをリサイクル可能な方法で除去するシステムを提供できる可能性のある技術です。ナノカプセル、マイクロカプセル、ミリカプセルは、それぞれ10nm～1μm、1μm～1mm、1mmを超えるサイズで、活性試薬（コア）をキャリア（シェル）で囲んだ粒子です。現在研究中のカプセルには、アルギン酸ベースのカプセル、カーボンナノチューブ、ポリマー膨潤カプセルの3種類があります。これらのカプセルは、汚染された水の浄化に有効な手段となります。^[61]

発電所や製造工場から発生する廃水から熱を除去し、熱による汚染を減らすために、以下の技術が使用されています。

• 冷却池、蒸発、対流、放射による冷却のために設計された人工の水域
• 冷却塔は、蒸発または熱伝達によって廃熱を大気中に放出する。
• コージェネレーションは、廃熱を家庭用または産業用の暖房目的で再利用するプロセスである。^[62]

石油やガスの井戸などの一部の施設では、廃水を注入井を通じて地下に汲み上げることが許可されている。しかし、廃水注入は誘発地震と関連している。^[63]

規模の経済性の観点からは、産業廃水（前処理の有無にかかわらず）を下水道に排出し、その後大規模な市営下水処理場で処理する方が有利となる場合がある。通常、その場合には産業廃棄物料金が適用される。あるいは、産業廃水の発生現場で産業廃水を完全に処理し、その後、処理済みの産業廃水を適切な地表水域に排出する方が経済的である場合もある。これにより、使用料を決定するために測定される汚染物質の濃度を下げるために廃水を前処理することで、市営下水処理場で徴収される廃水処理料金を効果的に削減できる。^{[64] : 300–302}

産業廃水処理施設では、特定の廃水をさまざまな目的で使用される再生水に変換することで、原水のコストも削減できます。

国際社会は、産業廃水処理を持続可能な開発目標6に含め、持続可能な開発の重要な部分と定義しています。この目標のターゲット6.3は、「2030年までに、汚染を減らし、投棄をなくし、有害な化学物質や物質の放出を最小限に抑え、未処理の廃水の割合を半減させ、リサイクルと安全な再利用を世界的に大幅に増やすことによって、水質を改善する」ことです。^[65]このターゲットの指標の1つは、「安全に処理された生活排水と産業排水の割合」です。^[66]

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