科学大好き!アイラブサイエンス!このブログでは、最新科学の?をなるべくわかりやすくコメントします。

富士山が世界遺産に登録されるかどうかはトイレの浄化問題がある。トイレで使用するペーパーの一部がなかなか分解されないという。現在「バイオ式公衆トイレ」が普及し改善している。

一方尾瀬ではトイレを有料化し代金を、排泄物の空輸、処理に当てるという。排泄物の一部を近くの河川に垂れ流すことはしない。こういう人々の努力により、尾瀬の自然環境は守られている。尾瀬は8月30日、全国で29番目の国立公園になる。

中越沖地震から、8月16日に1ヶ月になった。復旧はどの程度すすんだろうか?災害時に問題になるのがトイレの問題である。ガス、水道、電気などライフラインはストップし、数少ないトイレに排泄物があふれ伝染病の原因にもなる。

このようにトイレの問題は重要である。

トイレのし尿など、私たちの生活から出る生活排水はどうやってきれいにされるのだろうか今日は水をきれいにする仕組みについて調べる。(参考HP Wikipedia・東京都下水局)

そもそも下水とは何か? 


主に生活排水や、工業廃水からなる汚れた水のことである。工業廃水は工場内で浄化排出される義務がある。問題は生活排水である。

生活排水は主に2つに分かれる。ひとつは、生活雑排水と呼ばれる台所、風呂および洗濯等の排水で、食品の残渣、洗剤および衣服の汚れ等が含まれ環境負荷(BOD換算)で約70%である。もう一つはし尿と呼ばれるトイレからの排水で、環境負荷で約30%である。

下水処理場とは何か? 


下水処理場、下水処理場(げすいしょりじょう)とは、下水道の汚水を浄化し、河川、湖沼または海へ放流する施設のことである。

浄化センター、水再生センターなどと呼ばれることもある。正式には終末処理場といい、図面上の略号は□で囲ったTの字で表される。

下水処理場は、下水道の目的における浄化を主な目的として建設・運営されるほか、汚水排除における消毒と、内水排除に付随する関連施設のコントロール拠点としての役割を担う。

下水処理場の仕組みは?


下水の浄化を行うため、手段として物理的、生物的処理を用い有機物を取り除いた後、消毒をして河川などに放流する。

具体的には固形有機物の沈殿(物理的処理)と有機物の微生物による分解(生物的処理)、病原菌の消毒(化学的処理)の方法を組み合わせて行う。下水処理場によってその順序や方法が多少違うが、原理としてはこの3つの方法を使っている。

物理的処理とは何か?

物理的処理は主に比重差を利用し、重力沈降により下水中の沈殿性有機物を分離・除去する最初沈殿池(初沈)が代表的である。

浮遊性や溶解性の物質には効果が薄いが、ごく低コストである程度の浄化を行うことが出来るため、雨水処理や後述の生物的処理の前処理(一次処理)工程として採用される(OD法を除く)。

また、浄化工程ではないが生物処理後段の固液分離装置として最終沈殿池(終沈)が設置される。その他、沈殿以外にも浮上、ろ過などの物理的作用による処理工程が汚泥処理や高度処理で採用されている。

生物的処理とは何か?

生物的処理は多くの有機物が微生物の生存と増殖で代謝・資化されることを利用し、下水中の溶解・浮遊性有機物を培養した微生物の餌とすることで水と炭酸ガス等に酸化分解する方式で、活性汚泥法が代表的である。

活性汚泥とは、下水中に存在していた微生物が、有機物の分解、酸素の供給(曝気 ばっき)により爆発的に繁殖・増殖を行うことにより生じる。これにより下水中の有機が減少(処理)される。

活性汚泥中では細菌、原生動物、後生動物など多様な生物種が互いに共生・捕食関係にあると考えられている。これら微生物の代謝に有機物や一部の無機塩類が必要となることを利用し、水中汚濁物質としてのそれらを酸化分解または吸収分離することで汚水を浄化する。

化学的処理とは何か?

化学的処理としては塩素やオゾンなどの薬品や紫外線による放流水の消毒や、高度処理における金属イオンによるリン酸イオンの難溶化処理などがあげられる。 

なぜ有機物を処理するか?


有機物を除去する目的は、第一に河川の酸欠防止である。かつて、あるいは今なお、下水道整備が進んでいない都市近郊の河川が、たれ流される汚水に含まれる有機物が溶存酸素を消費し尽くした結果、酸欠状態に陥り、水中生物の死滅、腐敗による水利障害、悪臭による住環境破壊などの被害を生じさせている。

また、病原体が消毒されずに河川へ流入すれば、感染症の流行に繋がる。下水処理の不在は、これら多岐に渡る苦しみを見逃す現実を招いている。


これでわかる水処理技術
吉村 二三隆,栗田工業
工業調査会

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汚水・排水処理の知識と技術
三好 康彦
オーム社

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