「ノルマルヘキサン抽出物質がどうしても基準まで下がらない」
「油分を含む排水が増え、既存の排水処理設備では追いつかない」
こうしたお悩みを抱える工場・事業場は少なくありません。
ノルマルヘキサン抽出物質が、鉱油類か動植物油脂類か、乳化しているか否か、固形物に付着しているかなど、性状はさまざまです。そして、この違いがそのまま排水処理の成否を分けます。
本記事では、水質汚濁指標として用いられる「ノルマルヘキサン抽出物質」とは何か、どのような排水処理が有効なのか、測定方法や設計の考え方まで、実務に役立つ視点で整理します。
目次
1. ノルマルヘキサン抽出物質とは？
1-1. ノルマルヘキサン抽出物質は油分の指標
「ノルマルヘキサン抽出物質」とは、水中の油分等を表す指標として使われる言葉です。
ノルマルヘキサン（有機溶剤の一種）を排水の試料に加え、約 80℃ で揮発させた際に残留する物質を指します。
一般的には「油分」と認識されがちですが、食用油や機械油だけでなく、界面活性剤、洗剤、染料、ワックス、アルコール、脂肪酸などもノルマルヘキサン抽出物質に含まれます。
そのため、食品工場だけでなく、金属加工を行う工場でも排水基準超過のトラブルが頻発しやすいのが特徴です。
1-2. 排水基準と「鉱油類」「動植物油脂類」の違い
ノルマルヘキサン抽出物質は、油の由来によって「鉱油類」と「動植物油脂類」の2種類に分けられ、それぞれに排水基準が設けられています。
水質汚濁防止法（河川放流など）・下水道法（下水道放流）ともに、以下の排水基準が適用される(※)
【鉱油類】
・工業系の油： 金属加工時の機械油や合成油など
・排水基準 ： 5 mg/L
【動植物油脂類】
・自然由来の油： 食品工場などのサラダ油など
・排水基準 ： 30 mg/L
※都道府県・自治体によっては、より厳しい基準を設けている場合があります。
【参考】環境省 一律排水基準
基準値を超過した排水を河川へ放流すると、水面への油膜形成による魚類の窒息死といった悪影響や、悪臭など、環境汚染を引き起こす原因となります。そのため、適切な手法による排水処理が必要です。
2. ノルマルヘキサン抽出物質の代表的な処理方法
ノルマルヘキサン抽出物質を基準値以下に抑えるには、排水の性質に応じて複数の処理を組み合わせることが一般的です。ここでは、よく用いられる処理方法を紹介します。
2-1. 自然浮上（グリストラップ・オイルセパレーター）
＜概要＞
自然浮上とは、水と油の比重差を利用し、重い水を下から流出させつつ、軽い油分を上部に浮上・滞留させる方法です。浮上した油分は、吸着剤で回収したり、自動で吸い取ってメンテナンスの手間を減らせるものもあります。
厨房排水や食品工場などでは、グリストラップとして広く導入されており、金属加工の工場では、オイルセパレーターとして常時自動回収していることが多いです。
＜ポイント＞
- 他の処理方法と比較して、導入コストが低い
- 構造がシンプルで故障が少ない
- 前処理として有効
＜限界＞
- 乳化した油や、微細な油滴はほとんど除去できない
- 定期的な清掃でスカム（浮上汚泥）を除去しないと性能が低下する
＜処理事例＞
以下は当社にて対応した、グリストラップによる事例です。
- 業種 ： 食品製造（ラーメンの製造）
- 処理方法： グリストラップ
- 所感 ： グリストラップのみでも、ノルマルヘキサン抽出物質が半分以下まで低減しました。目標値には届いていませんが、ここまで下がると後工程の負荷が大幅に減るため、設備全体のイニシャルコスト・ランニングコスト削減に繋がります。
測定項目 | 原水 | 処理水 | 目標値 |
pH | 6.9 | 7.5 | 5〜9（合格） |
SS | 1,160 | 185（約 84% 減） | 600（合格） |
BOD | 619 | 198（約 68% 減） | 600（合格） |
※ n-ヘキサン | 574 | 270（約 53% 減） | 30（不合格） |
（数値単位： mg/L ）
※ n-ヘキサン…ノルマルヘキサン抽出物質の略称
2-2. 凝集加圧浮上処理
＜概要＞
凝集加圧浮上処理は、無機凝集剤や高分子凝集剤といった薬品を添加し、微細な固形物や油滴をフロック化（粗大化）させて気泡分離する方法です。
＜ポイント＞
- 固形物に油分が付着しているなら、固形物ごと除去できる
- ビーカーレベルで試験ができるため、低コストかつ短期間で処理可否を判断できる
＜限界＞
- 油分は比重が軽く、形成したフロックが浮上するため、脱水工程をよく検討する必要がある
- 洗剤（界面活性剤）が含有されている場合、薬品の効果が出にくい
＜処理事例＞
以下は当社にて実施した、凝集加圧浮上処理による事例です。
- 業種 ： 産業廃棄物処理
- 処理方法：当社 粉末凝集剤「アクアネイチャープラス」
- 所感 ：粉末凝集剤のみで、ノルマルヘキサン抽出物質を9割以上も削減できました。今回は河川放流でしたが、少量の排水につき水質汚濁防止法の対象外であったため、特定の目標値はなく、十分な透明度を確保することに重点を置いています。
測定項目 | 原水 | 処理水 |
pH | 4.9 | 6.9 |
SS | 768 | 560（約 27% 減） |
BOD | 957 | 9.0（約 99% 減） |
n-ヘキサン | 254 | 7.1（約 97% 減） |
（数値単位： mg/L ）
【製品ページ】アクアネイチャープラス
【関連動画】凝集剤ってなんだろう？凝集処理の流れと 無機凝集剤と高分子凝集剤の使い方
【凝集加圧浮上処理の導入事例】食品洗浄排水 ノルマルヘキサン抽出物質の低減
2-3. 加圧浮上処理
＜概要＞
加圧浮上処理は、油分やSS（浮遊物質）に、微細な気泡を付着させて、強制的に浮上分離する方法です。グリストラップのような自然浮上に比べ、油滴径が小さいものまで捕捉可能で、油分が高い排水にも適用できます。
＜ポイント＞
- 処理効率が高く、短時間で大容量の排水を処理できる
- 凝集剤と組み合わせることで、より微細な油も除去しやすくなる
＜限界＞
- 気泡がはじけることでフロックが細かくなるため、凝集加圧浮上処理と比べて水質がやや悪くなる
＜処理事例＞
以下は当社にて実施した、加圧浮上処理による事例です。
- 業種 ：半導体製造
- 処理方法：加圧浮上処理
- 所感 ：SSが10 mg/L 未満まで低減し、非常に高い透明度が得られました。分析の結果、元々は基準を上回っていたノルマルヘキサン抽出物質も、1mg/L 未満となり、無事に目標値を達成しています。
測定項目 | 原水 | 処理水 | 目標値 |
pH | 7.8 | 6.9 | 5.8〜8.6（合格） |
SS | 110 | 9.2（約 92% 減） | 160（合格） |
BOD | 81.3 | 47.7（約 41% 減） | 160（合格） |
COD | 80.2 | 83.2（約 4% 増） | 200（合格） |
n-ヘキサン | 7.3 | 1 未満（約 86% 減） | 5（合格） |
（数値単位： mg/L ）
2-4. 生物処理（活性汚泥法）
＜概要＞
生物処理は、微生物の働きで有機物を分解する方法です。食品工場のような動植物油脂類を含む排水には特に有効で、凝集加圧浮上処理などの前処理と組み合わせることで、ノルマルヘキサン抽出物質を大幅に低減できます。
＜ポイント＞
- 数十㎥以上の中〜大規模の排水量に対応できる
- 維持運転がうまくいけば、低コストで安定した処理が可能
＜限界＞
- 鉱油類の分解は遅く、過剰な油負荷は微生物を死滅させてしまう
- 負荷変動や毒性物質に弱く、精密な運転管理が必要
2-5. 活性炭吸着
＜概要＞
活性炭吸着は、活性炭の内部にある微細な穴で、油分や有機物を捕捉し取り除く方法です。
＜ポイント＞
- 主に粉末状・粒状・カートリッジといった形態があり、用途に応じて使い分ける
- 粉末状の場台、最初に排水と混ぜてから凝集加圧浮上処理をおこなう
- 粒状・カートリッジの場合、最初に凝集加圧浮上処理などの前処理をおこなってから、排水を通水させる
- 凝集加圧浮上処理や加圧浮上処理では除去できない、微細な油分や界面活性剤、色素、臭気などを処理できる
＜限界＞
- 活性炭吸着での除去率は 30% 前後に留まるため、単独での処理は現実的ではなく、その他の方法と組み合わせる必要がある
- 活性炭槽に通水させる場合、凝集加圧浮上処理などの前処理で、油分を十分に低減させておかないと、活性炭がすぐに飽和してしまい、頻繁な交換や処分が発生する
＜処理事例＞
以下は当社にて実施した、活性炭吸着による事例です。
- 業種 ： 金属加工（バレル研磨機からの排水）
- 処理方法： 粉末活性炭・PAC・pH調整剤・高分子凝集剤
- 所感 ： 動植物油脂類と鉱油類の総量にて分析しました。処理フローとしては、粉末活性炭を原水に投入・攪拌した後、凝集加圧浮上処理を行っています。単独の凝集加圧浮上処理（活性炭なし）では基準値の達成が困難でしたが、活性炭を併用することで、安定して目標値をクリアできることが確認されました。
測定項目 | 原水 | 処理水 （活性炭なし） | 処理水 （活性炭あり） | 目標値 |
pH | 6.8 | 7.0 | 6.9 | 5.8〜8.6（合格） |
SS | 80 | 4.8（約 94% 減） | 2.1（約 97% 減） | 120（合格） |
BOD | 280 | 78（約 72% 減） | 53（約 81% 減） | 25（合格） |
COD | 200 | 110（約 45% 減） | 37（約 82% 減） | ー |
n-ヘキサン | 88 | 17 未満 （約 81% 減） | 1.0 未満 （約 99% 減） | 5（合格） |
（数値単位： mg/L ）
3. ノルマルヘキサン抽出物質の測定方法
排水処理の設計や対策検討を行うには、まず現状のノルマルヘキサン抽出物質を正確に把握する必要があります。
代表的な測定方法と活用場面は次の通りです。
「動植物油脂類」の場合
・パックテストという、簡易測定キットで概算値を把握可能
・数分で結果が得られ、数千円程度から試せるため、予備調査や日常管理に最適
【参考】パックテスト 動植物油脂類
「鉱油類」の場合
・パックテストが存在しないため、専門の分析機関へ依頼が必要
・分析機関では、動植物油脂類・鉱油類のいずれにも対応でき、行政への報告にも使用できる正確な数値を測定できる
排水処理に取り組む際は、処理前の原水と、処理後の処理水は必ず分析するようにしましょう。乳化状態や微細な油滴は、見た目に現れにくい一方で、測定すると高い数値が出ることがあるからです。
例えば、凝集加圧浮上処理を行い、処理水の油膜が薄くなったように見えても、ノルマルヘキサン抽出物質は基準値を超えている、ということは珍しくありません。だからこそ、上記のような方法で数値を測定する必要があります。
4. ケース別：油分トラブルへのアプローチ
4-1. 油分濃度が非常に高い排水
油分を極めて多く含んだ排水は、そのまま凝集加圧浮上処理や生物処理をしても、満足な処理結果は得られません。
＜凝集加圧浮上処理だと＞
凝集加圧浮上処理においては、浮上油が薬品の拡散を妨げるだけでなく、分離した油分そのものを凝集させることができないため、処理が成立しにくくなります。
＜生物処理だと＞
生物処理では、油分が微生物の表面をコーティングしてしまい、酸素供給が遮断されることで活性汚泥の死滅や剥離を招き、能力が著しく損なわれます。こうした事態を避けるためにも、段階的な処理が欠かせません。
- まずは前処理として、グリストラップやオイルセパレーターにて、物理的に浮上している油分を取り除く
- その上で、凝集加圧浮上処理などで残った油やSSを除去する
- さらに後段の生物処理や活性炭吸着へとつなげていく
このように、各工程の負荷を抑える「段階的なアプローチ」こそが、高濃度排水対策の鍵となります。
4-2. 乳化（エマルジョン化）した排水
洗浄工程や界面活性剤を多用する現場では、油と水が細かく分散した乳化（エマルジョン）排水が発生します。
この状態では、グリストラップやオイルセパレーターではほとんど油分を除去できません。
主に検討される手法は次の通りです。
- 凝集加圧浮上処理 単体
- 凝集加圧浮上処理 ＋ 活性炭吸着
- 凝集加圧浮上処理 ＋ 生物処理
- 濃縮 単体
当社での経験上、乳化排水では9割以上で凝集加圧浮上処理が組み込まれています。ただし、乳化が有効に働くかどうかは、以下の条件に左右されます。
- 乳化が比較的弱い（油滴がそれなりの大きさを保っている）
- 界面活性剤濃度が過度に高くない
- SS量が多く、粒子同士がフロック化しやすい
- 塩分やpH調整などで分散状態がある程度緩和されている
このような条件が整っていると、凝集加圧浮上処理で乳化油分をフロックとして回収できる場合があります。
一方で、
- 強く乳化している
- 界面活性剤が高濃度で存在している
といったケースでは、単純な凝集では十分な効果が得られず、pH調整や無機塩添加による乳化破壊、あるいは濃縮など、より踏み込んだ方法が必要になることもあります。
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【凝集加圧浮上処理の導入事例】食品洗浄排水 ノルマルヘキサン抽出物質の低減
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4-3. n-ヘキサン動植物油脂類＋固形物（SS）が混在する食品系排水
食品工場では、n-ヘキサン動植物油脂類と食材カス・でんぷん質などのSSが同時に含まれることが一般的です。多くの場合、油の大部分は固形物に付着した状態で存在しています。
このような場合の基本的な流れは、
- スクリーン・沈砂などで大きな固形物を除去
- 凝集加圧浮上処理または加圧浮上処理で、SSごと油分を回収
- 残った油分や有機物を生物処理で分解
- 最終的な仕上げとして活性炭吸着
という「物理・化学処理 ＋ 生物処理 ＋ 吸着」の組み合わせが、多くの現場で有効です。
このプロセスを通じて、ノルマルヘキサン抽出物質を安定的に基準以下へ抑えやすくなります。
5. まとめ｜油含有排水の処理ならネクストリーまで
ノルマルヘキサン抽出物質の問題は、「グリストラップを付ければ解決」「薬品を少し足せばなんとかなる」といった単純な話ではありません。
設備導入後に、
- 「思ったほど数値が下がらない」
- 「薬品代・汚泥処分費が想定以上にかかる」
- 「生物処理槽の微生物が安定せず、処理水質がばらつく」
といった状態に陥る現場も少なくありません。
そして、ノルマルヘキサン抽出物質を下げるためには、以下の方法が有効です。
- 自然浮上（グリストラップ・オイルセパレーター）
- 凝集加圧浮上処理
- 加圧浮上処理
- 生物処理（活性汚泥法）
- 活性炭吸着
当社ネクストリーでは、上記にある全ての方法をご提案可能です。
ノルマルヘキサン抽出物質の処理に行き詰まりを感じている場合は、ぜひ一度当社ネクストリーまでご相談ください。これまでの知見から、現実的な解決策を現場目線で一緒に検討いたします。
