過去数年間にわたり、産業化と都市化による人口増加に加え、多くの場所で水不足を悪化させる気候変動が、私たちが水をどのように扱うかについての注目を集めています。それは、人間や排出物による汚染を防ぐために、廃水の適切な処理が必須であることを示しています。
幸いなことに、今日の他の進歩と同じく、より効率的で環境に配慮した水処理ツールが登場しています。様々な革新的技術の中でも、膜生物反応器(MBR)は、処理後の水を再利用または環境に放出するために、生物学的段階に続いて膜ろ過を行う方法です。
嫌気性消化 嫌気性消化は、有機廃棄物に特有な自然の生物学的プロセスを利用したもう一つの人気のある廃棄物からエネルギーへの技術です。これは温室効果ガスの排出を削減し、水質を改善し、全体的に化石燃料への依存を減少させます。
ほぼすべての水管理および処理会社が直面しなければならない最も難しい課題の一つは、確かに汚泥の処分です。これにより、持続可能な解決策、環境にやさしい廃棄物管理、資源回収の探求における固有の責任が生じています。
例えば、持続可能な解決策の一つとして、作物が必要とする適切な栄養素を直接提供するための直接的土地応用や肥料(バイオソリッド)の使用があり、化学物質を追加しないかまたは最小限に抑えることができます。さらに別のアプローチとしては、リンや窒素などの資源を廃水中から農業や産業に戻して再利用することです。
さらに、水のより安全な処理技術は、再利用可能な電力やリサイクルされた水を利用し、環境に優しい再生可能エネルギーと連携した高エネルギー効率のサービスに依存すべきです。これらの実践を通じて、コミュニティにとっての利点として、水の無駄を減らしたり、水処理の二酸化炭素排出量を削減することで、全体的な持続可能性(資源節約)が向上します。
分解可能な材料は、水処理および廃棄物汚染削減の手段において重要な一歩となる可能性があります。これらの材料は、より効果的な下水道システムや施設への排水に使用され、廃水の生物学的特性を改善します。また、分解可能な材料は、生成される汚泥の量を減少させ、エネルギー使用量を低く抑えたまま栄養分の除去をより効率的に行うことができます[57-59]。
例えば、バイオポリマーは分解可能な材料の一種として、汚泥における沈降特性と脱水特性を改善するために使用できます。分解可能かつ生体適合性:植物、藻類、または細菌などの天然物質から作られたバイオポリマーは環境に優しいです。これにより、有害で高価な凝集剤/絮状化剤などの化学添加物の必要性が軽減されます。
もう一つの方法は、藻類の廃水処理にバイオスォーベントを使用することであり、環境に優しく効果的な生物吸着法による既知の効率を利用します。これらは窒素やリンを固定し、温室効果ガスの排出を削減(一部は、高位の生物を消費する際に相対的に少ない藻類が大気中に放出されるため)、さらに生分解性のエネルギー源を提供します。
水処理/公共事業管理部門の環境に影響を与える課題と機会の範囲は広いです。最も深刻な課題の一つに、安全な飲み水と衛生問題があり、これはほぼ世界中の地域(特に発展途上国)でリアルタイムの危機を引き起こしています。
増加する人口と拡大する土地利用により、水資源への競争が激化し、さらに水の不足が悪化すると同時に、生態系や生物多様性が危険にさらされています。一方で、気候変動によって地球規模での温度が上昇し、降雨パターンに影響を与え、洪水や干ばつを引き起こし、海面の上昇により塩水の浸入が増加し、その結果として水質が全体的に低下しています。
しかし、私たちが水の処理と管理を改善することは可能であり、これにより生態系に与える損害を最小限に抑えることができます。いくつかの例としては、新しい技術の開発、持続可能な建設ソリューション、そして水源からサービス提供、さらには下流までの統合的な水資源管理アプローチの採用などが挙げられます。
コミュニティおよび経済にとっての良い水処理と管理のメリット これらのシステムは、公衆衛生の向上、水borne疾患による病気や死亡の減少、そして安全な飲料水の供給をもたらします。また、河川域内の水中環境を維持するために必要な流量を確保し、環境要件に最も適した機能を保持します(これは保護区域の可用性の場合にも当てはまります)。さらに、需要予測の6時間前に連続して発生する基本流量中の低下流量は、追加の提供能力を持つプロバイダー間での市場シェアの割り当てを作り出します。
さらに、廃水の効率的な処理は、エネルギーと資源の回収を可能にし、雇用創出にもつながる新しい経済的機会を提供します。適応型の水管理手法を実施することで、長期的なコストの影響を軽減し、気候変動やその他の環境ストレスに対してはるかに強靭なシステムを構築できます。
したがって、水の再利用と管理は、人類の健康だけでなく環境(汚染の削減や廃棄物による汚染の低減)を守るための鍵となる要素です[13]。持続可能性を考慮した技術革新が必要であり、それは水処理および管理手法の効率性、有効性、持続可能性を向上させるものです。また、単純なテストでも、生分解性素材を使用した効率的な技術が安価な飲料水サービスを提供できることを示しています。これらの課題には多くの困難が伴いますが、コミュニティや経済に深いポジティブな影響を与えるため、政策立案者や研究者はどの産業分野においてもこの分野に焦点を当てることが最重要課題となっています。
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