過去数年間、工業化と都市化による人口増加と気候変動が相まって、多くの場所で水不足が深刻化し、水質処理の改善に多くの注目が集まっています。人為的汚染や排出物による汚染を防ぐためには、廃水を適切に処理することが必須です。
幸いなことに、今日の進歩の他の側面と同様に、水処理ツールは以前よりも効率的で環境に配慮したものになっています。さまざまな革新的技術のうちの 1 つは、膜分離活性汚泥反応器 (MBR) によるもので、生物学的段階とそれに続く膜ろ過を組み合わせて処理された水を再利用または環境に排出します。
嫌気性消化 もう一つの一般的な廃棄物エネルギー化技術は、嫌気性消化です。これは、有機廃棄物に特有の自然な生物学的プロセスです。これにより、温室効果ガスの排出が削減され、水質が改善され、全体として化石燃料への依存も減ります。
ほぼすべての水管理および水処理会社が直面しなければならない最も困難な課題の 1 つは、汚泥処理です。これにより、持続可能なソリューション、環境に優しい廃棄物管理、および資源回収の探求に対する固有の責任が生じています。
たとえば、持続可能な解決策の 1 つは、化学薬品をほとんどまたはまったく加えずに、作物に必要な適切な栄養素を直接供給するために、直接土地に散布して肥料 (バイオソリッド) として使用することです。さらに別のアプローチとして、廃水からリンや窒素などの資源を農業や産業に再利用する方法があります。
さらに、より安全な水処理技術は、環境に優しい再生可能エネルギーにリンクされた、より高エネルギーのサービスと、電力を消費しない水やリサイクルされた水の再利用に依存する必要があります。これらの実践を通じて、水の浪費と水処理の二酸化炭素排出量の削減など、コミュニティに利益をもたらす2つのことが起こり、全体的な持続可能性の向上(資源の節約)も強化される可能性があります。
生分解性材料は、水処理と廃棄物汚染削減の手段において大き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に排出される水に使用され、廃水の生物学的特性を改善します。生分解性材料は、生成される汚泥の量を減らすこともでき、エネルギー使用量が少ないため栄養素の除去が向上する可能性があります[57-59]。
たとえば、生分解性材料の一種であるバイオポリマーは、汚泥の沈降および脱水特性を改善するために使用できます。生分解性と生体適合性: 植物、藻類、細菌などの天然物質から作られているため、バイオポリマーは環境に優しいです。これにより、有害で高価な凝固剤/凝集剤などの化学添加物の必要性が減ります。
もう 1 つは、藻類の廃水処理にバイオ吸着剤を使用する方法です。これは、環境に優しく効果的なバイオ吸着法を使用して、効率が知られている方法です。バイオ吸着剤は、窒素とリンを隔離する手段を提供し、温室効果ガスの排出を削減し (高等生物を摂取すると、大気中に放出される藻類が比較的少ないため)、生分解性の大量のエネルギーを提供しました。
水処理/ユーティリティ管理部門の環境に影響を与える課題と機会の範囲は広範囲にわたります。最も深刻な課題の 1 つは、安全な飲料水と衛生であり、世界のほぼすべての地域 (主に発展途上国) でリアルタイムの危機を引き起こしています。
人口増加と土地利用の拡大により水資源をめぐる競争が激化し、水不足がさらに悪化するとともに、生態系や生物多様性が危険にさらされています。一方、気候変動により地球の気温が上昇し、降雨パターンに影響を及ぼして洪水や干ばつを引き起こします。海面が上昇すると塩水の浸入が増え、井戸の水質が全体的に低下します。
しかし、水の処理と管理の両方を改善し、生態系に与えるダメージを最小限に抑えることは可能です。その例としては、新しい技術の開発、持続可能な建築ソリューション、水源から上流から下流のサービス提供、そして廃棄に至るまでの総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。
地域社会と経済にとっての適切な水処理と管理の利点 これらのシステムにより、公衆衛生の改善、水系感染症による罹患率と死亡率の低減、安全な飲料水または飲用水が提供されます。また、環境要件に最も適した機能が保持されるように、川の水域で水生生息地を維持するための持続的な流量が確保されます (保護地域の可用性の場合など)。ベースフロー中の流量の減少は、需要の 6 時間予測の前の連続した数時間にわたって発生し、追加の供給能力プロバイダー間で市場シェアの割り当てが行われます。
さらに、廃水を効率的に処理することで、エネルギーと資源の回収が可能になり、雇用も創出されるため、新たな経済的可能性が生まれます。適応型水管理アプローチの導入により、長期的なコストの影響が軽減されると同時に、気候に対する耐性が高まり、その他の環境ストレスに対する耐性も高まります。
したがって、水の再生と管理は、人類の健康と環境を守るための重要な側面になります(汚染を減らし、廃棄物による汚染を減らすことによって)[13]。水処理と管理の効率、有効性、持続可能性を持続的に変革するための革新的なソリューションが必要であり、生分解性材料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た簡単なテストが必要です。これらの主題には困難が伴いますが、これらの分野をターゲットにすることは、コミュニティと経済の両方に大きなプラスの影響を与えるため、すべての産業分野の政策立案者と研究者にとって最大の関心事です。
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