再生水

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左からの埋め立ての順序:生下水下水処理施設の排水、そして最後に再生水(いくつかの処理ステップの後)

水再生(廃水再利用水再利用水リサイクルとも呼ばれます)は、都市の廃水(下水)または産業廃水をさまざまな目的で再利用できる水に変換するプロセスです。再利用の種類には、都市の再利用、農業の再利用(灌漑)、環境の再利用、産業の再利用、計画された飲用再利用、事実上の廃水再利用(計画外の飲用再利用)が含まれます。たとえば、再利用には、庭や農地の灌漑、または地表水地下水の補充(つまり、地下水涵養)が含まれる場合があります。)。再利用された水は、住宅(トイレの水洗など)、企業、および産業における特定のニーズを満たすために向けられる場合もあり、飲料水基準に達するように処理される場合もあります。灌漑のための処理された都市排水の再利用は、特に乾燥国では、長年の慣行です。持続可能な水管理の一環として廃水を再利用することで、人間の活動の代替水源として水を維持することができます。これにより、不足を減らし、地下水やその他の自然の水域への圧力を軽減することができます。[1]

再利用のために廃水を処理するために使用されるいくつかの技術があります。これらの技術の組み合わせは、厳格な処理基準を満たし、処理された水が衛生的に安全であること、つまり病原体がないことを確認できます。代表的な技術のいくつかを次に示します。オゾン処理、限外ろ過好気性処理膜分離活性汚泥法)、正浸透逆浸透高度な酸化[2]一部の水を必要とする活動は、高品位の水を必要としません。この場合、廃水はほとんどまたはまったく処理せずに再利用できます。

再生水のコストは、淡水の供給が豊富な世界の多くの地域で飲料水のコストを上回っています。水再生オプションのコストは、淡水節約の同様の効果を達成する代替オプションのコストと比較される可能性があります。つまり、中水再利用システム、雨水収穫雨水回収、または海水淡水化です。

水のリサイクルと再利用は、乾燥地域だけでなく、都市や汚染された環境でもますます重要になっています。[3]アラブ首長国連邦、カタール、クウェート、イスラエルなどの国では、中東および北アフリカ地域で都市の廃水再利用が特に高くなっています。[4]

概要

灌漑用水は、シリアのハラン・アル・アワミードに建設された湿地から受け取った排水を貯蔵するこのタンクから汲み上げられます。
アメリカ合衆国、ダニーデンの再生水標識

再生水とは、自然の水循環に戻る前に複数回使用される水です。都市下水処理技術の進歩により、コミュニティはさまざまな目的で水を再利用できるようになりました。水は、水の供給源と用途、および水がどのように供給されるかによって、異なる方法で処理されます。

原動力

世界保健機関は、都市の廃水再利用の次の主要な推進力を認識しています。[ 5] [6]

  1. 水不足とストレスの増加、
  2. 人口の増加と関連する食料安全保障の問題、
  3. 不適切な廃水処理による環境汚染の増加、および
  4. 廃水排泄物中水などの資源価値に対する認識が高まっています。

水のリサイクルと再利用は、乾燥地域だけでなく、都市や汚染された環境でもますます重要になっています。[3]

すでに、世界人口の半数以上が使用している地下水水層が過剰に汲み上げられています。[7]世界の人口がますます都市化され、地元の淡水供給が限られているか、多額の資本支出でしか利用できない海岸線の近くに集中するにつれて、再利用は増加し続けるでしょう[8] [9]都市の廃水の再利用とリサイクルによって大量の淡水を節約でき、環境汚染を減らし、二酸化炭素排出量を改善します。[3]再利用は代替の給水オプションになり得ます。

より持続可能な衛生と廃水管理を達成するには、貴重な資源を生産的な用途に利用できるようにする廃水再利用や排泄物再利用など、資源管理に関連する行動に重点を置く必要があります。[1]これにより、人間の幸福とより広範な持続可能性がサポートされます。

潜在的なメリット

代替水源としての水/廃水の再利用は、そのような再利用プログラムを実施するための主要な動機となる重要な経済的、社会的および環境的利益を提供することができます。これらの利点は次のとおりです。[10] [11]

  • 都市と家庭の場合:水の利用可能性の向上(飲料水の代替–飲料用の飲料水と、非飲用用の再生水(産業、清掃、灌漑、家庭用、トイレの水洗など)を維持します)
  • 環境のために:水(すなわち、川、運河および他の地表水資源)を受け取るための栄養素の負荷を減らしました。地表水と地下水の過剰抽出の減少。河川、湿地、池の回復による環境保護の強化。深層地下水資源、水の輸入または淡水化を使用する場合と比較して、水の生産、処理、および分配に関連するエネルギー消費量が削減されます(1.2〜2.1 kWh / m 3[12]
  • 高品質の再生水を使用することによる製造コストの削減
  • 農業:処理された廃水による灌漑は、生産量の改善、エコロジカルフットプリントの削減、社会経済的利益の促進に貢献する可能性があります。[13] それはまた、肥料の適用の減少(すなわち、栄養素の保存と人工肥料の必要性の減少(例えば、処理された排水に存在する栄養素による土壌栄養)につながる可能性があります)。

淡水供給を使用する代わりに再利用アプリケーションのために水を再生することは、節水手段になり得ます。使用済みの水が最終的に自然の水源に排出される場合でも、自然の水循環の一部として、生態系に利益をもたらし、河川の流れを改善し、植物の生命を養い、帯水層を再充電することができます。[14]

スケール

世界の処理済み廃水の再利用は、年間407億m 3と推定されており、これは、生産される家庭および製造業の廃水の合計の約11%に相当します。[4]アラブ首長国連邦、カタール、クウェート、イスラエルなどの国では、中東および北アフリカ地域で都市の廃水再利用が特に高くなっています。[4]

国連による持続可能な開発目標6について、目標6.3は、「未処理の廃水の割合を半減させ、2030年までに世界的にリサイクルと安全な再利用を大幅に増やす」と述べています。[15]

タイプ、メソッド、およびアプリケーション

処理された廃水は、産業(たとえば、冷却塔)、帯水層の人工涵養、農業、および自然生態系の修復(たとえば、湿地)で再利用できます。世界の主な再生水用途を以下に示します。[16] [17] [18]

使用カテゴリ 用途
都市での使用 公共公園、スポーツ施設、プライベートガーデン、道端の灌漑; 通りの掃除; 防火システム; 車両洗浄; トイレの水洗; エアコン; 防塵。
農業用途 商業的に加工されていない食用作物; 商業的に加工された食用作物; 動物の搾乳のための牧草地; 飼料; ファイバ; 種子作物; 観賞用花; 果樹園; 水耕栽培; 養殖; 温室; ブドウ栽培
産業用途 処理水; 冷却水; 再循環冷却塔; ウォッシュダウン水; 骨材の洗浄; コンクリートを作る; 土壌の締固め; 防塵
娯楽用途 ゴルフコースの灌漑; 公共のアクセスの有無にかかわらずレクリエーションの貯水池(例えば、釣り、ボート遊び、入浴); 公共のアクセスのない美的貯水池; 人工雪製造
環境への使用 帯水層涵養; 湿地; 沼地; ストリーム拡張; 野生生物の生息地; 造林
飲用に使用 飲料水使用のための帯水層涵養; 地表飲料水の供給の増強; 飲料水の水質までの処理。

アーバンリユース

まれに、再生水は飲料水の供給を増やすためにも使用されます。水の再生利用のほとんどは、車の洗浄、トイレの水洗、発電所の冷却水、コンクリートの混合、人工湖、ゴルフコースや公共公園の灌漑、水圧破砕などの非飲用用途です。該当する場合、システムは二重配管システムを実行して、再生水を飲料水から分離します。

使用タイプは次のように区別されます。

  • 制限なし:公共のアクセスが制限されていない地方自治体の環境での非飲用用途への再生水の使用。
  • 制限付き:公共のアクセスが、柵、勧告標識、一時的なアクセス制限などの物理的または制度的障壁によって制御または制限されている、地方自治体の環境での非飲用用途への再生水の使用。[11]

農業の再利用

リサイクルされた都市廃水による灌漑は、窒素、リン、カリウムなどの栄養素が含まれている場合、植物 に肥料を与えるのにも役立ちます。

灌漑に再生水を使用することには、他のいくつかの水源と比較して低コストであり、季節、気候条件、および関連する水の制限に関係なく供給の一貫性があるなどの利点があります。再生水が農業の灌漑に使用される場合、処理された廃水の栄養素(窒素とリン)含有量は肥料として機能するという利点があります。[19]これは、下水に含まれる排泄物の再利用を魅力的にすることができます。[5]

灌漑用水は、さまざまな作物でさまざまな方法で使用できます。

  • 生で食べる食用作物:人間が消費することを目的とした作物で、生または未加工で食べることを目的としています。
  • 加工食品作物:人間が消費することを目的とした作物で、生で食べるのではなく、処理プロセス(つまり、調理済み、工業的に加工されたもの)の後に食べます。
  • 非食用作物:人間が消費することを意図していない作物(例えば、牧草地、飼料、繊維、観賞用、種子、森林および芝の作物)。[20]

農業再利用のリスク

発展途上国では農業はますます未処理の都市排水を灌漑に使用しています–多くの場合安全ではありません。都市は新鮮な農産物の儲かる市場を提供するので、農民にとって魅力的です。しかし、農業はますます不足する水資源を産業界や地方自治体の利用者と競争しなければならないため、農民は都市廃棄物で汚染された水を直接作物に水をやる以外に方法がないことがよくあります。

農業で未処理の廃水を使用することに関連して、重大な健康被害が発生する可能性があります。地方自治体の廃水には、化学的汚染物質と生物学的汚染物質の混合物が含まれている可能性があります。低所得国では、排泄物からの病原体が高レベルで存在することがよくあります。産業の発展が環境規制を上回っている新興国では、無機および有機化学物質によるリスクが高まっています。世界保健機関は、2006年に廃水の安全な使用のためのガイドラインを作成しました。[ 5]これらのガイドラインは、例えば農民にさまざまなリスク低減行動を採用することを奨励することにより、「複数の障壁」アプローチによる廃水利用を提唱しています。これには、収穫の数日前に灌漑を停止して病原体を日光の下で死滅させる、生で食べられる可能性のある葉を汚染しないように注意深く水を適用する、消毒剤で野菜を洗浄する、または農業で使用される糞尿汚泥を使用前に乾燥させることが含まれますし尿として。[19]

よく言われる欠点やリスクには、バクテリア、重金属、有機汚染物質(医薬品、パーソナルケア製品、農薬など)などの潜在的に有害な物質の含有量が含まれます。廃水による灌漑は、廃水の組成や土壌や植物の特性に応じて、土壌や植物にプラスとマイナスの両方の影響を与える可能性があります。[21]

環境再利用

湿地、水生生息地、または河川の流れを含む水域を作成、強化、維持、または増強するために再生水を使用することは、 「環境再利用」と呼ばれます。[11]たとえば、廃水によって供給される人工湿地は、廃水処理動植物の生息地の両方を提供します。[要出典]

産業用再利用

処理された廃水は、産業で再利用できます(たとえば、冷却塔で)。

計画された飲用再利用

計画された飲用再利用は、飲料水に水をリサイクルする意図的なプロジェクトとして公に認められています。飲料水を再利用するために配送する方法には、「間接飲用再利用」(IPR)と「直接飲用再利用」の2つの方法があります。これらの再利用の形態は両方とも以下に説明されており、一般に、事実上のまたは未確認の再利用の場合よりも、より正式な公開プロセスとパブリックコンサルテーションプログラムが含まれます。[11] [22]

一部の水道局は、都市の廃水または資源回収プラントからの高度に処理された排水を、信頼性が高く、干ばつに強い飲料水源として再利用しています。高度な浄化プロセスを使用することにより、該当するすべての飲料水基準を満たす水を生成します。システムの信頼性と頻繁な監視とテストは、厳格な管理を満たすために不可欠です。[2]

コミュニティの水需要、水源、公衆衛生規制、コスト、および配水システム、人工貯水池、自然地下水盆地などの適切な水インフラの種類によって、再生水をその一部にすることができるかどうか、またどのように含めることができるかが決まります。飲料水の供給。一部のコミュニティでは、地下水盆を補充するために水を再利用しています。他の人はそれを地表水貯留層に入れました。これらの例では、再生水は他の給水と混合され、および/またはそれが引き出されて水処理または配水システムで再び処理される前に一定時間保管されます。一部のコミュニティでは、再利用された水は、水処理プラントまたは配水システムにつながるパイプラインに直接入れられます。[要出典]

再生水が飲料水供給と混合される場合、逆浸透や紫外線消毒などの最新技術が一般的に使用されます。[2]

多くの人間は嫌悪感を再生水と関連付けており、調査グループの13%はそれを飲むことすらしないと述べています。[23] それにもかかわらず、再生水の飲用に使用することの主な健康上のリスクは、医薬品およびその他の家庭用化学物質またはそれらの誘導体(環境に持続する医薬品汚​​染物質)がこの水に存続する可能性です。[24]乾式トイレまたは中水とは別に黒水を処理するシステムを使用して、人間の排泄物を下水から遠ざけていれば、これはそれほど問題にはなりません

間接的な飲用再利用

間接飲用再利用(IPR)とは、水が消費者に間接的に供給されることを意味します。精製された後、再利用された水は他の供給品と混ざり合い、および/または水処理プラントまたは配水システムにつながるパイプラインに送られる前に、人工または天然のある種の貯蔵庫にしばらく置かれます。その貯水池は、地下水盆地または地表水貯留層である可能性があります。

一部の自治体は使用しており、他の自治体は再生水のIPRを調査しています。たとえば、再生水は、地下水帯水層に汲み上げられ(地下涵養)、または浸透して(地表涵養)、汲み出され、再度処理され、最終的に飲料水として使用されます。この手法は、地下水涵養とも呼ばれます。これには、土/砂の層(吸収)と土壌中のミクロフローラ(生分解)を介した、さらに複数の精製ステップの遅いプロセスが含まれます。

多くの国では、IPRや計画外の飲料水の再生廃水が使用されており、後者は沿岸帯水層への塩水侵入を防ぐために地下水に排出されます。IPRには通常、ある種の環境バッファーが含まれていますが、特定の地域の状況により、より直接的な代替案が緊急に必要とされています。[25]

IPRは、IPRに適したレベルに処理された都市下水で飲料水供給を増強し、その後、飲料水処理の前に環境バッファー(河川、ダム、帯水層など)を追加することで発生します。この場合、都市の廃水は、膜ろ過および分離プロセス(MF、UF、ROなど)を含む一連の処理ステップを通過し、その後、高度な化学酸化プロセス(UV、UV + H 2 O 2、オゾンなど)が続きます。[11]「間接的な」飲料水再利用アプリケーションでは、再生された廃水は直接使用されるか、他の水源と混合されます。[要出典]

直接飲用再利用

直接飲用再利用(DPR)とは、再利用された水がパイプラインに直接入れられ、水処理プラントまたは配水システムに送られることを意味します。直接飲用に適した再利用は、地下または地上のタンクなどの「設計された保管」の有無にかかわらず発生する可能性があります。[11]言い換えれば、DPRは、厳しい水質要件が常に満たされていることを保証するために、広範囲の処理と監視の後に家庭廃水から得られた再生水を地方自治体の給水システムに直接導入することです。

宇宙ステーションでの再利用

廃水の再生利用は、有人宇宙飛行に関連して特に重要になる可能性があります1998年、NASAは、国際宇宙ステーション有人火星ミッションで使用するために設計された有人廃棄物再生 バイオリアクターを建設したと発表しました。人間の尿糞便は反応器の一方の端に入力され、純粋な酸素、純粋な、および堆肥人間)はもう一方の端から出力されます。土壌は野菜の栽培に使用できバイオリアクター電気を生成します[26] [27]

国際宇宙ステーションでは、 ECLSSシステムの導入により、宇宙飛行士はリサイクルされた尿を飲むことができました。このシステムの費用は2億5000万ドルで、2009年5月から稼働しています。このシステムは、廃水と尿を飲料水、食品の調理、酸素生成に使用される飲料水に再利用します。これにより、宇宙ステーションに頻繁に補給する必要性が減ります。[28]

事実上の廃水再利用(計画外の飲料水再利用)

事実上、承認されていない、または計画されていない飲料水の再利用とは、処理された廃水の再利用が実際に実施されているが、公式には承認されていない状況を指します。[29]たとえば、ある都市の下水処理施設が、下流の別の都市への飲料水供給として使用される河川に排水を排出している場合があります。[要出典]

計画外の間接的な飲用[30]は長い間存在していました。ロンドンの上流にあるテムズ川の大きな町オックスフォードレディングスウィンドンブラックネル)は、処理済みの下水(「非飲用水」)をテムズ川に放流し、ロンドンの下流に水を供給しています。米国では、ミシシッピ川が下水処理施設の排水の目的地であると同時に飲料水の供給源でもあります。[要出典]

設計上の考慮事項

配布

米国カリフォルニア州マウンテンビューの二重配管システムで非飲用水を運ぶラベンダー色のパイプライン

非飲用再生水は、再生水パイプを飲用水パイプから完全に分離 する二重配管ネットワークで分配されることがよくあります。

再生水を使用している多くの都市では、消費者が指定された日にのみ使用を許可されるようになっています。以前は定額で無制限の再生水を提供していた一部の都市は、現在、市民に使用量を請求し始めています。[要出典]

治療プロセス

再利用のために廃水を処理するために使用されるいくつかの技術があります。これらの技術の組み合わせは、厳格な処理基準を満たし、処理された水が衛生的に安全であること、つまり病原体がないことを確認できます。代表的な技術のいくつかを次に示します。オゾン処理、限外ろ過好気性処理膜分離活性汚泥法)、正浸透逆浸透高度な酸化[2]再生水プロバイダーは、マルチバリア処理プロセスと継続的な監視を使用して、再生水が安全であり、意図された最終用途に対して適切に処理されていることを確認します。

いくつかの水を要求する活動は、高品位の水を必要としません。この場合、廃水はほとんどまたはまったく処理せずに再利用できます。このシナリオの一例は、ほとんどまたはまったく処理せずに、風呂やシャワーからの 雑排水を使用してトイレを洗い流すことができる家庭環境です。

都市排水の場合、排水は使用する前に多くの下水処理プロセスステップを通過する必要があります。手順には、スクリーニング、一次沈降、生物学的処理、三次処理(逆浸透など)、および消毒が含まれる場合があります。

灌漑に使用される場合、 廃水は一般的に二次レベルの処理のみに処理されます。

ポンプ場は、再生水を市内のユーザーに配布します。これには、ゴルフコース、農業用途、冷却塔、または埋め立て地が含まれる場合があります。

代替オプション

再利用の目的で都市の廃水を処理するのではなく、他のオプションで淡水の節約 と同様の効果を得ることができます。

費用

再生水のコストは、淡水の供給が豊富な世界の多くの地域で飲料水のコストを上回っています。ただし、再生水は通常、その使用を促進するために、より安い料金で市民に販売されます。淡水の供給が流通コスト、人口需要の増加、または気候変動の減少源によって制限されるようになると、コスト比率も進化します。再生水の評価では、システム全体に柔軟性の重要な価値をもたらす可能性があるため、給水システム全体を考慮する必要があります[31]。

再生水システムは通常、二重配管ネットワークを必要とし、多くの場合、追加の貯蔵タンクがあり、システムのコストが増加します。

実装の障壁

水の再生に対する障壁には、次のものが含まれる場合があります。

  • 水再利用スキームの本格的な実施と運用は、依然として規制、経済、社会、制度上の課題に直面しています。[32]
  • 水再利用スキームの経済的実行可能性が低い。[32]これは、水質モニタリングと汚染物質の特定のコストが部分的に原因である可能性があります。[33]汚染物質の特定の難しさには、無機および有機汚染物質微生物コロイドなどの分離が含まれる場合があります。[34]水の再利用スキームからの完全なコスト回収は困難です。すでに助成されている従来の処理プラントに匹敵する財政的な水価格設定システムが不足しています。[35]
  • 「ヤックファクター」と呼ばれることもある心理的障壁も、特に直接飲用に適した再利用計画の場合、実施の妨げになる可能性があります。[36]これらの心理的要因は、嫌悪感、特に病原体の回避と密接に関連しています。[37]

健康面

再生水は、適切に使用すれば安全であると見なされます。帯水層の涵養や地表水の増強に使用する予定の再生水は、自然に発生する水と混合して自然の回復プロセスを経る前に、適切で信頼性の高い処理を受けます。この水の一部は、最終的に飲料水の供給の一部になります。

2009年に発表された水質調査では、再生水/再生水、地表水、地下水の水質の違いを比較しました。[38] 結果は、再生水、地表水、および地下水は、成分に関して異なるよりも類似していることを示しています。研究者は、通常水中に見られる244の代表的な成分をテストしました。検出されたとき、ほとんどの構成要素は10億分の1および1兆分の1の範囲でした。DEET(防虫剤)とカフェインは、すべての水タイプで、事実上すべてのサンプルで見つかりました。トリクロサン(抗菌石鹸と歯磨き粉で)すべての水タイプで見つかりましたが、再生水では地表水や地下水よりも高いレベル(1兆分の1)で検出されました。サンプルから検出されたホルモン/ステロイドはごくわずかであり、検出されたときは非常に低レベルでした。ハロ酢酸(消毒副生成物)は、地下水を含むすべてのタイプのサンプルで見つかりました。再生水と他の水との最大の違いは、再生水が消毒されており、したがって消毒副生成物(塩素の使用による)があることです。

2005年の「再生水による公園、遊び場、校庭の灌漑」というタイトルの研究では、微生物の病原体や化学物質による病気や病気の発生はなく、再生水を灌漑に使用するリスクは、灌漑とそれほど変わらないことがわかりました。飲料水を使用します。[39]

アメリカ合衆国の国立研究評議会が実施した2012年の調査によると、再生水を飲むことによる特定の微生物および化学汚染物質への曝露のリスクは、少なくとも一部の現在の飲料水処理で経験するリスクよりも高くはないようです。システム、および桁が低い場合があります。[40]この報告書は、計画的および計画外(または事実上の)再利用の両方に対する公衆衛生保護を強化し、水の再利用に対する国民の信頼を高めることができる連邦規制の枠組みの調整を推奨している。

環境面

カリフォルニアでの再生水の使用、2011年

非飲用に再生水を使用すると、非飲用に使用される飲用水が少なくなるため、飲用に使用できる水が節約されます。[41]

窒素リン酸素などの高レベルの栄養素が含まれている場合があり、灌漑に使用すると庭や農業植物の肥料にいくらか役立つ可能性があります。[要出典]

水の再生利用は、敏感な環境に送られる汚染を減らします。また、湿地を強化することもでき、その生態系に応じて野生生物に利益をもたらしますまた、水のリサイクルにより地下水源からの淡水の使用が減少するため、干ばつの可能性を防ぐのにも役立ちます。たとえば、サンノゼ/サンタクララ水質汚濁防止プラントは、サンフランシスコベイエリアの自然の塩水湿地を保護するために水リサイクルプログラムを開始しました。[41]

処理が適切でない場合の灌漑目的での再生廃水の再利用に関連する主な潜在的リスクは次のとおりです。[42] [43]

  1. 食物連鎖の微小汚染物質、病原体(すなわち、細菌ウイルス原生動物蠕虫)、または抗生物質耐性決定因子による汚染。
  2. 土壌の塩類化と農業生産に悪影響を与える可能性のあるさまざまな未知の成分の蓄積。
  3. 固有の土壌微生物群集の分布;
  4. 土壌の物理化学的および微生物学的特性の変化および化学的/生物学的汚染物質(例えば、重金属、化学物質(すなわち、ホウ素窒素リン塩化物ナトリウム農薬/除草剤)、天然化学物質(すなわち、ホルモン)、新たに懸念される汚染物質(CEC)(すなわち、医薬品とその代謝物パーソナルケア製品家庭用化学物質、およびその中の食品添加物およびそれらの変換生成物)など)およびその後の植物および作物による取り込み;
  5. 廃水を運ぶ運河での藻類と植生の過度の成長(すなわち富栄養化);
  6. さまざまな再生水汚染物質による地下水質の低下、土壌および帯水層への移動と蓄積。

ガイドラインと規制

国際機関

  • 世界保健機関(WHO):「廃水、排泄物、中水を安全に使用するためのガイドライン」(2006年)。[5]
  • 国連環境計画(UNEP):「地中海地域における都市排水の再利用に関するガイドライン」(2005年)。
  • 能力開発に関する国連水10年プログラム(UNW-DPC):UNWaterプロジェクト「農業における廃水の安全な使用」(2013年)の議事録。

欧州連合

2020年5月25日以降、灌漑目的での水の再利用の最小要件に関するEU規則があります。[44] 2023年6月26日から適用される。水質要件は、灌漑されるものと灌漑が行われる方法に応じて4つのカテゴリーに分けられる。含まれる水質パラメータは、E.coli、BOD5、総浮遊固形物(TSS)、濁度、レジオネラ菌、および腸内線虫(蠕虫卵)です。

水枠組み指令では、指令の品質目標を達成するための可能な手段の1つとして水の再利用が言及されていますが、これは要件ではなく比較的漠然とした推奨事項です。付録VIのパートBは、「補足」の1つとして再利用について言及しています。各河川流域地域内の加盟国が第11条(4)に基づいて要求される措置のプログラムの一部として採用することを選択できる措置」。[45]

それに加えて、処理済み廃水の再利用に関する都市下水処理指令の第12条は、「処理済み廃水は適切な場合はいつでも再利用する」と述べており、水の再利用を促進するほど具体的ではなく、何ができるかについて解釈する余地があります。処理された廃水を再利用するための「適切な」状況と見なされます。

EUレベルでの共通の水再利用基準がないにもかかわらず、いくつかの加盟国(MS)は、さまざまな水再利用アプリケーション(キプロス、フランス、ギリシャ、イタリア、スペインなど)について、独自の法的枠組み、規制、またはガイドラインを発行しています。

しかし、いくつかの加盟国の水再利用基準について欧州委員会(EC)が実施した評価の結果、アプローチが異なると結論付けられました。許可された使用法、監視対象のパラメータ、および許可された制限値に関して、さまざまな規格間に重要な相違点があります。この水の再利用基準間の調和の欠如は、再生水で灌漑された農産物の貿易障壁を生み出す可能性があります。一旦一般市場に出ると、生産加盟国の安全性のレベルは輸入国によって十分であると見なされないかもしれません。[46]欧州加盟国からの廃水の再利用に関する最も代表的な基準は次のとおりです。[45]

  • キプロス:法律106(I)2002水および土壌汚染管理および関連規制(KDP 772/2003、KDP 269/2005)(発行機関:農業天然資源環境省、水開発局)。
  • フランス:Jorf num.0153、2014年7月4日。作物および緑地の灌漑のための処理された都市廃水からの水の使用に関連する2014年の命令(発行機関:保健省、農林水産省、省生態学、エネルギーおよび持続可能性の)。
  • ギリシャ:CMD No145116。処理済み廃水の再利用に関する措置、制限、および手順(発行機関:環境エネルギー気候変動省)。
  • イタリア:DM185 / 2003。廃水の再利用のための技術的対策(発行機関:環境省、農業省、公衆衛生省)。
  • ポルトガル:NP44342005。灌漑用の再生都市水の再利用(発行機関:ポルトガル品質研究所)。
  • スペイン:RD1620 / 2007。処理された廃水の再利用に関する法的枠組み(発行機関:環境省、農林水産省、保健省)。

アメリカ合衆国

米国では、 1972年の水質浄化法により、水を釣りやレクリエーションのために安全にするために、地方自治体や産業の発生源からの未処理の廃棄物の排出を排除することが義務付けられました。米国連邦政府は、全国に下水処理施設を建設するために数十億ドルの助成金を提供しました。通常、一次および二次処理に加えて酸化および/または塩素処理を使用する最新の処理プラントは、特定の基準を満たす必要がありました。[47]

ロサンゼルス郡の衛生地区は、1929年に公園やゴルフコースの景観灌漑用に処理済み廃水を提供し始めました。カリフォルニアで最初の再生水施設は、1932年にサンフランシスコゴールデンゲートパークに建設されました。 1962年に地下水涵養のために再生水の使用を許可された最初の地下水機関。

デンバーの直接飲料水再利用デモンストレーションプロジェクト[48]は、1979年から1993年までのDPRの技術的、科学的、および一般の受け入れの側面を調査しました。化学的および微生物学的な水質。3,000万ドルの調査では、生成された水がすべての健康基準を満たし、デンバーの高品質の飲料水と比べて遜色がないことがわかりました。さらに、予測されるコストは、遠く離れた新しい給水を取得するための見積もりよりも低かった。

再生水は米国環境保護庁(EPA)によって規制されていませんが、EPAは、2012年に最近更新された水再利用ガイドラインを作成しました。[49] [50]水再利用に関するEPAガイドラインは、ベストプラクティスの国際基準を表しています。水の再利用で。この文書は、EPA、米国国際開発庁(USAID)、およびグローバルコンサルタント会社CDMスミスの間の共同研究開発契約に基づいて作成されました。ガイドラインは、州がベストプラクティスを組み込んだ規制を策定し、地域の要件に対応するためのフレームワークを提供します。

その他の国

  • カナダ:「トイレと小便器の洗浄に使用するための家庭用再生水に関するカナダのガイドライン」(2010年)。
  • 中国:中国国家再生水質基準; 中国国家標準GB / T 18920-2002、GB / T 19923-2005、GB / T 18921-2002、GB20922-2007およびGB / T19772-2005。
  • イスラエル:保健省の規制(2005年)。
  • 日本:国土技術政策総合研究所:処理された下水と再生廃水に関する微生物水質プロジェクトの報告(2008年)。
  • ヨルダン:ヨルダンの技術拠点n。893/2006ヨルダンの水再利用管理計画(方針)。
  • メキシコ:農業における廃水の再利用を管理するメキシコ規格NOM-001-ECOL-1996。
  • 南アフリカの政策:中水および処理された排水に関連する1997年の水道法の最新の改正(水問題および林業局、2001年)。
  • チュニジア:農業における処理済み廃水の使用に関する基準(1989年のNT 106-109)および処理済み廃水で灌漑できる作物のリスト(農業省、1994年)。
  • USA National:米国環境保護庁(USEPA)「水の再利用に関するガイドライン」(2012年)。
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歴史

廃水の再利用(計画的または計画外)は古代の慣習であり、人類の歴史の黎明期から適用されており、衛生設備の開発と密接に関連しています。[51]

オーストラリア

オーストラリア干ばつ が発生すると、再生排水オプションへの関心が高まります。オーストラリアの2つの主要な首都、アデレードブリスベンは、減少するダムに再生排水を追加することをすでに約束しています。前者はまた、将来の水不足と戦うのを助けるために淡水化プラントを建設しました。ブリスベンはこのトレンドのリーダーと見なされており、他の市や町は、完了したら西回廊再生水プロジェクトをレビューします。[52] [53] Goulbourn、キャンベラニューカッスル、およびオーストラリアのビクトリア州地域すでに再生排水プロセスの構築を検討しています。間接飲用再利用(IPR)は、ニューサウスウェールズ州ゴールバーン、オーストラリア首都圏(ACT)、クイーンズランド州トゥーンバの地域コミュニティで検討されています。

イスラエル

2010年の時点で、イスラエルはリサイクルする水の割合で世界をリードしています。[54]イスラエルは、その下水(年間4,000億リットル)の80%を処理し、テルアビブ首都圏からの下水の100%は、農業および公共事業の灌漑用水として処理および再利用されています。2012年、ダン地域の廃水処理プラントは、国連によってグローバルモデルとして引用されました。地元ではシャフダンとして知られているこの植物は、砂の自然なろ過品質を使用して下水質を改善する独自の方法で賞賛されました。[55] [56] 2010年には、主に農業で、年間約4億立方メートルの処理済み廃水が再利用されました。[57]これは農業における水の使用量の約40%を占めています。

ナミビア

処理された廃水の再利用は、ナミビアのスワコプムントウォルビスベイツメブオチワロンゴオカハンジャマリエンタールオラニェムントウィントフック などの多くの都市部で行われています。ほとんどの地域では、水は灌漑に再利用されています。ウィントフックでは、再生水は飲料水にも使用されています。直接飲用に適した再利用の代表的な例は、処理された廃水が45年以上にわたって飲料水と混合されてきたウィントフック(ナミビア、ニューゴランガブ水再生プラント(NGWRP))の場合です。これは、複数の治療障壁の概念(すなわち、オゾン処理前、凝固の強化)に基づいています/溶存空気浮上/急速砂ろ過、それに続くオゾン、生物学的活性炭/粒状活性炭限外ろ過(UF)、塩素処理)関連するリスクを軽減し、水質を改善します。[58] [59] 1968年以来、ナミビアの首都であるウィントフックは、再生廃水を飲料水源の1つとして使用しており[60]、現在では市内の飲料水の生産量の約14%を占めています。[61] 2001年に、ウィントフック市によって新しいゴランガブ再生プラント(NGWRP)が建設され、2002年に飲料水(1日あたり約21,000 m 3の水)の供給を開始しました。[61] [62]

シンガポール

シンガポールでは、再生水はNEWaterとしてブランド化されており、教育やお祝いの目的で高度な浄水施設から直接瓶詰めされています。再利用された水のほとんどはシンガポールのハイテク産業に使用されていますが、少量は飲料水の貯水池に戻されています。NEWaterは、再生水から製造される超純水に付けられたブランド名です。シンガポールでは「使用済み水」と呼ばれる廃水は、シンガポールでは再生プラントと呼ばれる従来の高度な廃水処理プラントで処理されます。開拓プラントからの排水は、海に排出されるか、さらに精密ろ過、逆浸透、紫外線処理が行われます。

南アフリカ

南アフリカでは、廃水の再利用の主な推進力は干ばつ状態です。[63]たとえば、南アフリカのビューフォートウェストでは、深刻な水不足( 1日あたり2,300 m 3の生産)の結果として、2010年末に飲料水を生産するための直接廃水再生プラント(WRP)が建設されました。 。[64] [65]マルチバリアの概念に基づくプロセス構成であり、次の処理プロセスが含まれます:砂ろ過、UF、2段階RO 、および紫外線(UV) で消毒された透過液。

ジョージ の町は水不足に直面し、IPR戦略(2009/2010)を決定しました。この戦略では、Outeniqua WWTPからの最終排水は、フロリダ大学と消毒によって非常に高品質に処理されてから、主要な貯蔵施設であるガーデンルートに戻されます。ダム。現在の原水供給と組み合わされています。このイニシアチブは、既存の供給を1日あたり10,000 m 3増加させます。これは、飲料水の需要の約3分の1です。プロセス構成には、ドラムスクリーン、UF、および塩素消毒の処理プロセスが含まれます。追加の運用上の障壁として必要な場合は、George WTWで粉末活性炭(PAC)を追加するための対策が講じられています。[63]

アメリカ合衆国

再生水の再利用は、米国の多くの地域で水不足に対するますます一般的な対応となっています。再生水は、公園、校庭、高速道路の中央部、ゴルフコースの都市景観灌漑など、米国のさまざまな非飲用用途に直接再利用されています。防火; 車両洗浄などの商業用途。冷却水、ボイラー水、プロセス水などの産業用再利用。湿地の作成や回復などの環境およびレクリエーション用途。だけでなく、農業灌漑。[66]オレンジカウンティのアーバインランチウォーターディストリクトなど、トイレの水洗にも使用される場合があります。[67]

2002年には、1日あたり合計17億米ガロン(640万m 3)、つまり公共水道のほぼ3%が直接再利用されていたと推定されています。カリフォルニアは1日あたりそれぞれ0.6億米ガロン(1,900,000 m 3 )を再利用しました。25の州では、2002年に再生水の使用に関する規制がありました。[66]再生水の計画された直接再利用は、サンフランシスコのゴールデンゲートパークに再生水施設を建設することで1932年に開始されました。再生水は通常、色分けされた二重配管ネットワークで配水され、再生水パイプを飲料水パイプから完全に分離します。[68]

も参照してください

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