製紙工場の排水とは（蒸解・白液黒液・ECF漂白）
白液と黒液って、どっちが薬で、どっちが廃液だっけ？で迷いませんか。「白液＝煮るための薬」「黒液＝煮たあとの廃液」で区別すると、混ざりません。
この記事の要点
製紙工場では、木材から繊維を取り出し、白くして紙にします。各工程で出る液を押さえます。
- 蒸解工程＝繊維を固めるリグニンを薬液で分解してパルプを取り出す
- 白液＝蒸解に使う薬液（水酸化ナトリウム＋硫化ナトリウム）。黒液＝蒸解後の廃液
- ECF漂白は塩素ガスを使わず、二酸化塩素を使う
製紙工場は、木材を「蒸解（パルプ化）→漂白→抄紙（紙にする）」の流れで処理します。水質では、蒸解と漂白で出る液や負荷が問われます。
蒸解工程と白液・黒液
蒸解（じょうかい）工程では、木材チップを薬液で煮て、繊維（セルロース）どうしを固めているリグニンを分解し、パルプ（繊維）を取り出します。
このとき使う薬液が白液（はくえき）で、水酸化ナトリウム（NaOH）と硫化ナトリウム（Na₂S）の混合溶液です（クラフト法）。煮たあとに出る廃液が黒液（こくえき）で、可溶化したリグニンやヘミセルロース、蒸解に使ったナトリウム・硫黄を含みます。黒液は回収ボイラーで燃やし、エネルギーと薬品を回収します。
白液（NaOH＋Na₂S）で煮てリグニンを分解、パルプを得る。廃液が黒液。
ECF漂白は塩素ガスを使わない
蒸解後のパルプには、まだリグニンが残って色がついています。これを分解して白くするのが漂白です。
現在広く使われるECF漂白（Elemental Chlorine Free）は、その名のとおり塩素ガス（元素状塩素）を使わず、二酸化塩素（ClO₂）などを使う漂白です。
かつての塩素ガス漂白は、排水にダイオキシン類などを生じる問題があったため、塩素ガスを使わないECF漂白に切り替わってきました。排水のBOD負荷を減らすには、漂白工程へリグニンなどの不純物を持ち込まないことが重要です。
大規模水質特論での問われ方
製紙工場の排水は、大規模水質特論で、工程と薬液・漂白の正誤として問われます。
令和7年度の大規模水質特論（問10）では、「蒸解でリグニンが分解される」「白液はNaOHと硫化ナトリウムの混合溶液」「黒液にリグニン・ヘミセルロース・ナトリウム・硫黄が含まれる」が正しい記述として並ぶなかで、「ECF漂白では塩素ガスを用いてリグニンを分解する」とするのが誤りでした。ECF漂白は塩素ガスを使わず、二酸化塩素などを使います。
混同しやすい用語
白液 と 黒液
蒸解の「前に使う薬液」か「後に出る廃液」かが違います。
白液は蒸解に使う薬液（NaOH＋Na₂S）、黒液は蒸解後に出る廃液（リグニン・ヘミセルロース・ナトリウム・硫黄を含む）です。
「白液で煮る → 黒液が出る」と流れで覚えます。
理解度チェック
蒸解工程で使う「白液」の成分は何か。
答え：水酸化ナトリウム（NaOH）と硫化ナトリウム（Na₂S）の混合溶液
白液で木材を煮て、リグニンを分解します。煮たあとの廃液が黒液です。
ECF漂白は、塩素ガスを使うか。
答え：使わない（二酸化塩素などを使う）
ECF＝Elemental Chlorine Free（無塩素）。塩素ガスを使う、とするのは誤りです。
まとめ
製紙工場の排水は、工程と液を結びつけると整理できます。
蒸解では白液（NaOH＋硫化ナトリウム）でリグニンを分解してパルプを取り出し、黒液が出ます。漂白のうちECF漂白は塩素ガスを使わず二酸化塩素などを使います。
「白液で煮る→黒液」「ECFは無塩素」を、取り違えないようにします。
参考
- 製紙工場の製造工程と排水（蒸解＝リグニン分解、白液＝NaOH＋硫化ナトリウム、黒液＝蒸解後の廃液、ECF漂白＝塩素ガスを使わず二酸化塩素を使用）
- 一般社団法人 産業環境管理協会 公害防止管理者等国家試験 大規模水質特論 出題範囲・公式正答（令和7年度 問10 ほか）
※ この記事の確認日：2026年6月
まちがえやすいポイント
白液の組成、ECF漂白が塩素ガスを使うかどうかが狙われます。
ECF漂白は塩素ガスを使いません（二酸化塩素などを使う）。「塩素ガスを用いる」とあれば誤りです。白液＝NaOH＋硫化ナトリウム、黒液＝蒸解後の廃液、もセットで押さえます。