わが国の人口の大部分は小都市や農村部に居住しており、農村部の下水による水環境汚染はますます注目を集めています。西部地域の下水処理率が低いことを除けば、わが国の農村部の下水処理率は概ね向上しています。しかし、わが国は広大な国土を有し、各地域の町村の環境条件、生活習慣、経済状況は大きく異なります。地域の状況に応じて分散型下水処理を効果的に行う方法については、先進国の経験から学ぶ価値があります。
私の国の主な分散型下水処理技術
我が国の農村下水処理技術は、主に以下の種類に分類されます（図1参照）：生物膜処理技術、活性汚泥処理技術、生態学的処理技術、土地処理技術、生物生態学的複合処理技術。適用度が高く、運転管理の成功事例も多数あります。下水処理規模の観点から見ると、処理水量は一般的に500トン以下です。
1. 農村下水処理技術の利点と欠点
農村下水処理の実践において、各プロセス技術には次のような利点と欠点があります。
活性汚泥法：柔軟な制御と自動制御が可能ですが、1世帯あたりの平均コストが高く、操作とメンテナンスに専門の人員が必要です。
人工湿地技術：建設コストは低いが、除去率が低く、運用と管理が不便。
土地処理：施工、運転、維持管理が簡単でコストも低いが、地下水を汚染する可能性があり、長期にわたる運転維持管理が必要となる。
生物ターンテーブル＋植物ベッド：南部地域に適していますが、操作と維持が難しいです。
小型下水処理場：都市の生活排水の処理方法に近い。処理水質が良好であるという利点があるが、農村部の農業排水のニーズを満たせないという欠点がある。
一部の地域では「無動力」の農村汚水処理技術が推進されているものの、「動力」汚水処理技術は依然として大きな割合を占めています。現在、多くの農村地域では土地が世帯に割り当てられ、公有地は少なく、経済発展地域の土地利用率は非常に低く、汚水処理に利用できる土地資源は限られています。そのため、「動力」汚水処理技術は、土地利用が少なく、経済が発達し、水質要求が高い地域では、良好な応用見通しを持っています。省エネルギーと消費量の削減を実現する汚水処理技術は、村や町における分散型生活汚水処理技術の発展の潮流となっています。
2. 農村下水処理技術の複合モード
我が国の農村下水処理技術の組み合わせは主に次の3つのモードがあります。
第一の方式はMBR（接触酸化法、活性汚泥法）です。下水はまず浄化槽に入り、次に生物処理装置を経て、最終的に周囲の水域に排出され、再利用されます。農村部における下水の再利用がより一般的です。
2番目のモードは、嫌気性+人工湿地または嫌気性+池または嫌気性+土地であり、つまり、嫌気性ユニットは浄化槽の後に使用され、生態学的処理の後、環境に排出されるか、農業用途に入ります。
3番目のモードは、活性汚泥+人工湿地、活性汚泥+池、接触酸化+人工湿地、または接触酸化+土地処理であり、つまり、浄化槽の後に好気性および曝気装置を使用し、生態学的処理装置を追加して窒素およびリンの除去を強化します。
実際のアプリケーションでは、第 1 モードが最大の割合を占め、61% に達します。
上記の3つの方式のうち、MBRは処理効果がより優れており、水質要求の高い一部の地域に適していますが、運転コストが比較的高くなります。人工湿地や嫌気性技術の運転コストと建設コストは非常に低いですが、総合的に考えると、より理想的な排水効果を得るためには、曝気処理を増やす必要があります。
海外で応用されている分散型下水処理技術
1. アメリカ合衆国
米国の分散型下水処理は、管理システムと技術要件の面から見て、比較的完成された枠組みの下で運営されています。現在、米国の分散型下水処理システムは主に以下の技術を採用しています。
浄化槽。浄化槽と土地処理は海外で広く利用されている技術です。ドイツの調査データによると、下水の約32%が土地処理に適していますが、そのうち10～20%は不適格です。システムが地下水を汚染する原因としては、例えば、使用時間の長すぎ、水圧負荷の過度、設計・設置上の問題、運転管理上の問題などが挙げられます。
砂ろ過。砂ろ過は米国で非常に一般的に使用されている下水処理技術であり、優れた除去効果が得られます。
好気性処理。米国では多くの場所で好気性処理が実施されており、処理規模は一般的に1.5～5.7t/日で、生物学的ターンテーブル法または活性汚泥法が用いられています。近年、米国では窒素とリンの有効利用にも大きな重点が置かれています。米国における窒素の大部分は排水中に存在しており、早期に分離することで後続処理コストを削減することが重要です。
さらに、消毒、栄養塩除去、発生源分離、NおよびPの除去と回収があります。
2. 日本
日本の分散型下水処理技術は、浄化槽処理システムで比較的よく知られています。日本の生活排水の発生源は我が国とは若干異なり、主に洗濯排水と厨房排水の区分に従って収集されています。
日本の浄化槽は、管路網の集水に適さず、人口密度が比較的低い地域に設置されています。浄化槽は、異なる人口やパラメータに合わせて設計されています。現在の浄化槽は世代交代していますが、依然としてシンクが主流です。AOリアクター、嫌気性、脱酸素、好気性、沈殿、消毒などのプロセスを経て、A浄化槽は正常に稼働していると言えます。日本で浄化槽が比較的うまく適用されているのは、技術的な問題だけでなく、完全な法的枠組みの下での比較的完全な管理システムによって、比較的成功した事例が形成されているからです。現在、我が国には浄化槽の適用事例があり、東南アジアにも市場があると言えます。東南アジア、インドネシア、フィリピンなどの国々も、日本の分散型下水処理政策の影響を受けています。マレーシアとインドネシアは、浄化槽に関する独自の国内技術仕様とガイドラインを策定していますが、実際には、これらの仕様とガイドラインは現在の経済発展状況に適していない可能性があります。
3. 欧州連合
実際、EUには経済的・技術的に先進的な国もあれば、経済的・技術的に後進的な地域もあり、経済発展の面では中国の国情と似ています。EUは経済的躍進を遂げた後、下水処理の改善にも力を入れており、2005年には小規模分散型下水処理に関するEU規格EN12566-3を制定しました。この規格は、地域の状況や地理的条件などに合わせて対策を講じ、主に浄化槽や土地処理など、様々な処理技術を選択できるようにするための方法と言えるでしょう。その他の一連の規格には、総合施設、小規模下水処理場、前処理システムも含まれています。
4. インド
いくつかの先進国の事例を簡単に紹介した後、我が国の経済的に未発展な地域に比較的近い東南アジアの発展途上国の状況についてご紹介します。インドにおける生活排水は、主に厨房排水です。下水処理に関しては、東南アジアでは現在、浄化槽技術が最も広く普及しています。しかし、我が国の抱える問題は概ね同様で、あらゆる種類の水質汚染が顕著です。インド政府の支援を受け、浄化槽の効率的な普及に向けた取り組みとプログラムが進められており、浄化槽処理と接触酸化技術の仕様が整備されています。
5. インドネシア
インドネシアは熱帯地域に位置しており、農村部の経済発展は比較的遅れているものの、地域住民の生活排水は主に河川に排出されています。そのため、マレーシア、タイ、ベトナムなどの国々では農村部の健康状態は楽観視できません。インドネシアでは浄化槽の普及率が50%を占めており、各国は浄化槽の使用基準や基準の促進に向けた関連政策も策定しています。
高度な海外経験
簡単にまとめると、先進国には我が国が学ぶべき先進的な経験が数多くあります。先進国の標準化システムは非常に完備しており、標準化されており、専門的な訓練や公民教育を含む効率的な運営管理システムがあります。一方、先進国における下水処理の原則は非常に明確です。
具体的には、(1)汚水処理の責任を明確にするとともに、国が資金や政策などを通じて汚水の分散処理を支援する。相応の基準を制定し、分散型汚水処理を規制・指導する。(2)公正で標準化された効率的な行政管理と産業管理システムを確立し、分散型汚水処理の有効な発展と長期的な運営を確保する。(3)分散型汚水施設の建設と運営の規模化、社会化、専門化を進め、利益の確保、コストの削減、監督の円滑化を図る。(4)専門化(5)広報・教育、住民参加プロジェクトなどを推進する。
実用化の過程で、成功体験と失敗の教訓を総括し、我が国の分散型下水処理技術の持続的発展を実現します。
Cr.antop
投稿日時: 2023年4月13日