環境保護分野の発展に伴い、都市下水処理や大気管理といった分野で大きな進歩が遂げられてきました。しかしながら、依然として重要な課題は依然として残っています。この記事では、水道業界における3つの主要な問題点を考察し、現状の課題と今後の方向性を明らかにします。
不十分なパイプラインネットワークインフラ
我が国の下水処理は、多額の投資にもかかわらず、黒色水域や悪臭水域が依然として問題となっているなど、様々な課題に直面しています。さらに、下水収集率の低さ、流入水中の炭素源の不足、そして下水処理場の非効率的な運用も、この問題の一因となっています。
現在の排水管網の主な問題点は、歴史的な設計上の限界により、現代の降雨強度に対応できていないことです。その結果、都市部の浸水と越流による汚染が生じています。さらに、雨水と下水の分流システムにおける接続の不備や混在も、この問題の一因となっています。市町村、住宅地、事業所、路上商店などにおける接続の不備は、雨水が下水道に流入したり、下水が雨水システムに流入したりすることを引き起こし、都市部の浸水をさらに悪化させ、流入水における炭素収支を崩しています。
パイプネットワークのカバー率の低さと建設品質への対応
中国における喫緊の課題の一つは、下水道管網の普及率の低さです。大都市では60%の普及率を達成している一方、中小都市では40%から60%にとどまっています。この差が、下水収集率と処理率の大きな格差を生み出しています。都市下水処理率は98.1%と高く評価されているものの、生活排水の集中収集率は70%を下回っています。特に家庭からの集水管の不足により、全国の下水道管網の未整備率は約50%に達しています。
さらに、我が国の管路網の建設品質は懸念事項であり、システムの管理・運用が不十分なことがその要因となっています。欠陥、崩落、破裂が頻繁に発生し、管路網の一部が本来の機能を果たせなくなっています。これは、全国的に効率的かつ信頼性の高い下水収集・処理を確保するため、建設基準と管路管理の徹底的な改善が不可欠であることを浮き彫りにしています。
今年3月、住宅都市農村開発省と生態環境省は、他の3つの省庁とともに、都市生活排水管網の建設、運用、維持管理の強化を目的とした指令を発出した。この指令は、都市部の市街地における生活排水の直接排出口や排水設備の撤廃を目標とし、都市生活排水の集中収集率を73%以上にすることを掲げている。また、下水管網の変革を加速させる必要性を強調し、ネットワーク構築の加速段階の開始を告げるものとなっている。
一方、水道管網は、老朽化、漏水、泡立ち、垂れ、漏水といったハードウェア面とソフトウェア面の両方の問題に加え、管理体制の整備にも依然として課題を抱えています。老朽化した水道管網に加え、施工品質の低さや開発業者による基準を満たさない配管の使用が、管破裂事故の頻発につながっています。こうした事故は水資源の浪費につながるだけでなく、道路陥没などのリスクも伴い、社会経済への影響や公共の安全を脅かしています。これらの問題への対応は、効率的な水道インフラの確保と地域社会の福祉の確保にとって極めて重要です。
現在、中国の水道管網は平均15%の漏水率で、全国で年間8.3億立方メートルもの漏水が発生している。この課題に対応するため、住宅都市農村建設部と国家発展改革委員会は共同で「公共水道網の漏水対策強化に関する通知」という指令を発出し、都市部の公共水道網の漏水率を9%以内に削減することを目標とした。我が国は深刻な水不足に直面しており、水道管の漏水を最小限に抑えることが最優先事項となっている。
さらに、老朽化した給水施設と不適切な管理により、貯水池や貯水槽が消毒基準を満たせなくなり、細菌の増殖や異物による水質汚染が生じています。これらの問題に対処し、給水安全を確保するためには、管路網の再構築、ゾーンメーター、圧力調整、インテリジェント開発といった包括的な対策が必要です。ビッグデータや人工知能などの技術を活用することで、新たな漏水箇所の迅速な検知や、漏水箇所の追跡・特定が可能になり、水道業界におけるスマートウォーターソリューションの追求における運用効率を大幅に向上させ、複雑さを軽減することができます。
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下水量の増加は、汚泥処理にとって大きな課題となっています。中国では年間60億トン以上の都市下水が処理されており、発生する汚泥は60万トンを超え、主に埋立、焼却、再利用によって処理されています。しかし、埋立は処理方法の48%を占め、地下水汚染や土地資源の枯渇といった環境リスクを伴うにもかかわらず、最も広く行われているのが現状です。近年の政策では、より持続可能なアプローチが推進されており、「第14次五カ年計画」期間中、水管理と並んで汚泥処理を優先し、無害な処理と資源の有効活用を重視し、埋立への依存度を低減することを目指しています。
中国における汚泥処理と処分の課題は、主に次の 3 つの問題に関係しています。
まず、投資とインフラの不足により処理施設が不足し、これまで水関連の取り組みに重点が置かれてきたため、多くの汚泥が未処理のまま、化学的に管理されていない状態になっています。
第二に、有機物含有量が低く、砂含有量が多いという特徴を持つ汚泥の品質が悪いため、高いエネルギー需要と既存の配管ネットワークシステムの課題により、処理が複雑になります。
最後に、汚泥を建設用途や焼却に使用する前に無害な処理を施す必要があることを考えると、現在主流となっている埋立処分方法は持続可能ではありません。しかし、中国の汚泥は水分含有量が高く発熱量が低いため、焼却処理には大きな課題とコストが伴います。さらに、汚泥には貴重な資源と汚染物質の両方が含まれているため、慎重な解決が求められる複雑な問題となっています。
現在、中国では、汚泥を安全かつ資源的に有効活用するための主要な技術的経路として、嫌気性消化後の土地利用、乾燥・焼却後の灰処理または建設資材への利用、好気性発酵後の土地利用、そして深層脱水後の衛生埋立という4つの経路が存在します。汚泥資源の利用には依然として課題が残るものの、政策指針では資源利用経路を通じた持続可能な開発を重視しています。
ジンジン設備株式会社はフィルタープレスシリーズを展示します。
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水資源の需給には大きな矛盾があり、下水資源の活用は極めて重要です。中国は水質汚染と水不足という二つの問題に直面しています。下水資源の活用は、この二つの問題を同時に解決するものです。従来の水源とは異なり、下水は地域的に利用できるため、コストと汚染を軽減できます。政府は下水資源の活用を支援する政策を導入しています。
わずか1年の間に、10の部署が画期的な文書である「下水資源利用促進に関する指導意見」を発出した。この文書は、下水資源促進の主要分野とプロジェクトを概説し、長期的に体系的で安全かつ環境に優しく経済的な下水資源利用パターンを確立することを目指している。この戦略は、持続可能な水源の創出に焦点を当てており、水不足への対策として戦略的な一歩を踏み出している。また、この文書は、地域における再生水リサイクル事業の実施、すなわち、都市下水を浄化し、水質基準を満たした後に地域の水源を補充することの重要性も強調している。
十分な水源が確保されると、自然循環と浄化を経て、地域の生産活動や日常生活に利用され、下水が有効活用されます。下水処理場は、従来の終末処理から、汚染防止と給水という二重の機能を持つように進化しています。水不足地域では、再生水供給事業者と利用者が個別に価格交渉を行うことが可能になり、「下水」は貴重な「商品資源」へと変貌を遂げています。
地域的な水循環には、2つの重要な利点があります。第一に、再生水を生態系利用と生活利用のどちらに利用するかという問題が解消されます。水はまず生態系環境に蓄えられ、その後、生産活動や日常生活のための新たな水源として利用されます。第二に、生態系に利用される水を再生水で補充し、再利用することで、広範囲にわたる再生水の送配水管の必要性が軽減されます。このアプローチは、自然の水域の移動性を活用し、経済効率を高めます。
上海威賽博環境保護テクノロジー株式会社
北京シノメンブレンテクノロジー株式会社
グルンドフォスポンプ（上海）有限公司
再生水は、水質基準IIIまたはIVを満たす必要があり、生活用水や生産用水としてはさらに厳しい基準を満たす必要があります。これらの高品質基準を達成するには、物理的、化学的、生物学的手法を組み合わせた高度な下水処理が必要です。物理的処理には吸着法や紫外線消毒法、化学的処理にはオゾン酸化法や薬剤処理法が含まれ、生物学的処理、特に膜分離活性汚泥法は汚染物質を精密に分離できるため、水の再生に最適です。
都市下水および産業廃水の開発と再利用は、中国の水需給バランスの根本的な解決策となります。再生水は、品質が保証され、安定した供給が可能で、地域に根ざしており、生態系の再生、都市生活、農業、産業のニーズに応えています。現在、再生水は「都市の第二の水源」、そして産業の第一の水源と考えられています。
水管理の分野において、水不足と水質汚染への対応は中国にとって最重要課題です。水不足に対処するには、水源保全を最優先し、非在来型水源の活用に努めなければなりません。一方、水質汚染への対策には、戦略的な計画、プラント、ネットワーク、河川の統合管理、そして強固なシステムガバナンスが不可欠です。
環境保護においては大きな進歩が見られるものの、水道業界は依然として重大な課題に直面しています。この記事では、3つの喫緊の課題を掘り下げ、今後の発展の方向性を概説します。
