まず、下水処理のプロセスは単に汚染物質を汚泥に移すだけではありません。 汚泥と呼ばれるものは、実はさまざまな微生物や無機物質が結合したものです。 下水処理プロセスでは、ほとんどの有機汚染物質は微生物によって分解され、タンパク質などの独自の細胞成分や、CO2 や窒素などの物質に変換されます。 しかし、実際には微生物叢にのみ吸収される物質がたくさんあります。
これは汚泥に多大な悪影響を及ぼします。 適切に処理されないと、雨水によって洗い流されたり、含水率が高かったり（80 パーセント以上など）、水中の汚染物質が水に戻ったりする可能性があります。 さらに、水中の微生物は人間、動物、生態環境に悪影響を与える可能性があります。 印刷や染色の廃水から発生する汚泥が適切に処理されなければ、川全体が染まってしまいます。 クロム含有廃水や重金属廃水など、他の廃水から生成される汚泥を不適切に処理した場合の結果は想像できます。 したがって、汚泥も有害固形廃棄物（有害廃棄物と略されます）に属します。
都市下水処理場から発生する汚泥は、下水処理業全体に比べれば悪影響は小さいものの、無視することはできません。 これらの水処理プラントのほとんどは、含水率 80% 未満の汚泥しか処理できません。
主な理由は投資コストと運営コストです。 従来のベルト フィルター プレスは、処理コスト、投資が少なく、メンテナンスが比較的簡単で、プロセスが成熟しています。 プレートアンドフレームフィルタープレスは、汚泥の含水率を 50% 以下に処理し、汚泥の体積を大幅に削減します。 また、汚泥を燃焼利用した場合、その発熱量も要求を満たすことができる。 しかし、プロジェクトの総投資額に対する政府の制限により、政府が水価格の値上げに同意し、追加投資による収益を達成しない限り、BOT 企業は自らの投資を増やすことができません。
汚泥含水率の低減は、設備の更新により比較的少額の投資で達成できます。 ただし、その後の資材の燃焼、レンガ製造、肥料生産などの共同生産プロジェクトには、投資を誘致するために政府からの優遇政策が必要です。 そうした企業はすでに N 社以上あり、非常にうまくいっている。 汚泥市場を共同開発するために、現在、活発な汚泥処理同盟が結成されています。
全体として、いわゆる困難とは、政府の支援、各地の環境保護部門の監督、そして政策に基づく環境保護企業の強制的なアップグレードと変革である。 企業にとって、誠実で権威のある企業を選択し、関連企業の共同生産を行い、良好な投資収益率が得られれば、この市場の生産額は間違いなく数十億元を超えるでしょう。
下水処理場から発生する汚泥は、学界では一般に下水汚泥または都市汚泥と呼ばれています。 汚泥の組成についてはすでに多くの人が言及していますが、ここでは詳しく説明しません。 焦点は次の 2 つの側面にあります。
まず、汚泥の乾燥の問題です。 下水処理場で脱水された汚泥の含水率は約 80% で、汚泥が 1 部、水が 4 部に相当します。 含水率20％まで乾燥させると体積が1/5に縮みます。 これほど年間の汚泥生産量が多いと、削減率はかなりのものになります。 また、乾燥汚泥の資源利用の見通しも良くなります。
汚泥中には有機物が多く含まれているため、その発熱量は比較的高くなります。 私が実験を行ったところ、含水率（外部水分）10％程度の都市汚泥の発熱量は最大10MJ/kg（標準石炭の発熱量は29.3MJ/kg）であることが分かりました。 ここでの汚泥サンプルは、雨水下水を分離していない未処理の下水です（灰分含有量が最大 50 パーセントで、汚泥の発熱量が減少します）。
汚泥の乾燥コストが削減できれば、汚泥を丸ごと発電所に投入して燃焼・発電することが可能になります。
次に、汚泥の資源利用の問題でございます。 現在、比較的成熟した技術は焼却であり、汚泥中の重金属のせいで農業利用は制限されている。 熱分解技術はバイオオイルや活性炭を製造するために使用できますが、臭気が耐えられず、流動層熱分解技術は実際には未熟です（実際の運転段階で、流動層が自己発熱できないことが判明し、発明されたデュアルベッドの操作が難しく、電熱線を巻くコストが高すぎる）。
1、汚泥の発生源
まず、スラッジの概念を定義する必要があります。 大まかに言って、汚泥には、下水汚泥（つまり、都市汚泥、下水を処理する都市下水処理施設の生成物であり、初期沈降汚泥、余剰汚泥、沈殿池からの汚泥の一部を含む）、産業汚泥（工業用下水処理の生成物、工業廃水は、油分が含まれている可能性や特定の物質が特に多く含まれるなど、水源の違いにより異なる特性を持っています）、パイプライン汚泥（パイプラインの浚渫から得られる汚泥）、水道汚泥（上水道で発生する汚泥）、河川および湖沼の堆積物（河川の浚渫から掘り出された土砂など）。
一般的には下水汚泥のことを指し、発生量が多く一般的なものです。
2、取り扱い・廃棄の必要性
汚泥の性質には二面性があり、一方では窒素、リン、カリウムなどの有機物や栄養分を多く含み、有用である（汚泥の土地利用の基盤でもある）。 一方、下水に含まれる汚染物質の一部は汚泥に移行し、含水量が多く、臭気が強くなり、病原菌、寄生虫の卵、クロム、水銀などの重金属、ダイオキシンなどの有毒・有害・物質が大量に発生します。分解されにくい発がん性物質。 効果的な処理と処分がなければ、地下水や土壌などに二次汚染を引き起こすのは非常に簡単で、環境の安全と公衆衛生を直接脅かし、下水処理施設の環境上の利点を大幅に減少させ、複数の公共イベントを引き起こします。
3、なぜ取り扱いや廃棄が難しいのか
なぜなら、10年以上前、人々は水の問題を重要視していませんでしたが、その後、下水は処理しなければならないが、処理しなければならないことに気づき、人的資源、物質的資源、および資金（最も重要なもの）を投資して、水問題に精力的に取り組んだからです。 。 汚泥も同様です。
概念への注意の欠如と、水と軽い汚泥の強調が、汚泥の処理と処分の現状の根本的な原因です。
もともと誰も真剣に考えていませんでした。 下水処理場は水を徹底的に処理すればよく、発生する汚泥は管理されていないと考えられていました。 その結果、政策の欠如、資金不足、意識の低さ、技術の時代遅れなどの欠点が次々に露呈し、汚泥処理・処分施設の建設が大幅に遅れている。
たとえば、基準の不一致の問題です。下水処理場の運営の困難を軽減するために、以前は工場汚泥の含水率は 80% でなければならないと単純に規定されていました。 しかし、問題は、脱水汚泥の 80 パーセントはどこに行くのかということです。 埋め立てには危険が隠れており、焼却熱量が十分ではありません。 堆肥化と消化に関しては、まったくうまく機能していません。 前後の工程を繋げずにどうやって良い仕事をするのでしょうか？ 唯一の利点は、問題が発生しても誰も責任を負わないことです。 いずれにせよ、下水処理場は資格があり、埋立地や焼却施設もそれぞれの入場基準がある。 結局、問題は解決しませんでしたが、当事者全員に責任はないので、そのまま川に落ちてしまいます。
4、廃棄方法
汚泥処理の課題は、水分含有量が減少し続ける問題を解決することです。 現在一般的な処理方法には深度脱水、堆肥化、消化などが含まれ、最終処分には土地利用、焼却、埋め立てなどが含まれます。
高度に脱水した後の汚泥の含水率は約 60% となり、直接埋め込むことができます。 緊急時には、家庭廃棄物に少量混ぜて燃やすことができます。 しかし、現在、化学調整の多くは鉄塩や石灰を使用しており、無機物の増加や塩化物イオンの導入が多く、焼却条件や炉自体に一定の影響を与えています。 しかし、この技術は低コストであり、化学調整剤は非常に一般的です。 必要なのは加圧濾過装置（国産品が多い）だけです。 埋立施設があれば下流に接続できる。 現在、多くの地域で開発されている技術です。 堆肥の臭気問題は深刻すぎるが、最も致命的なのは製品チェーンがつながっておらず、最終製品に出口がないことだ。 嫌気性消化は大規模な下水処理場に適しています。 設備や自動制御の要件が高く、操作も難しい。 特に、家庭用汚泥に含まれる砂の含有量が高いため、多くの装置メーカーやオペレーターが損害を受けています。
国内外の最終処分の観点からは、汚泥の栄養分を最大限に活用する土地利用が最優先されてきました。 ただし、適用前にコンプライアンスを確保するために、土地利用は堆肥化や消化などの前処理を受ける必要があります。 最大の問題は重金属問題です。 中国には土地利用のいくつかの側面（造園、緑化、土壌改良、農業など）に対して厳しい基準があるが、実際には多くの地域がこの認識に欠けており、汚泥を地中に捨てることが土地利用とみなされていると考えている。 これは深刻な結果をもたらし、汚泥を土地利用に直接使用することはできません。
外国では焼却が一般的であり、中国でも検討されている。 汚泥は単独で燃焼することもできます（外国では多く、中国ではほとんどありません）、または家庭廃棄物と組み合わせて燃焼することもできます（最も厳しい排ガス排出基準があり、熱源と排ガス浄化装置を相乗的に利用できます）。発電所（発電所の排ガス浄化方法が家庭用の焼却施設とは異なるため、厳しい環境アセスメントを通過する必要があり、汚泥の添加により汚染を引き起こす可能性がある）、セメントキルン（排ガス基準の問題もあるので注意が必要）汚泥処理の名目でセメント産業の生産能力を向上させるいくつかのプロジェクト）が混在しています。 通常、焼却する前に乾燥処理が必要です。 水分含有量が 40% まで低下しても、焼却条件には影響しません。 発熱量はすでにかなり近づいています。 清掃工場での実験も行っており、文献も参照できます。 個人的にはこれをお勧めします。
埋め立ては技術的難易度が低い最も単純な方法ですが、現在の受け入れ基準は60パーセントであり、汚泥の80パーセントは埋め立てられず、地すべりや堆積などの土壌力学的リスクがある可能性があることに注意する必要があります。
中国の社会経済の発展と都市化レベルの向上に伴い、中国の都市下水処理場の汚泥生産量は急速に増加している。 2011 年、中国の汚泥生産量（含水率 80%）は 3,000 万トンを超えたと推定されています。 汚泥の処理技術には、衛生埋立、焼却、好気発酵、資源利用などがあります。 中でも、汚泥好気性堆肥化は、適度な投資と運営コスト、また有機物や栄養塩の資源利用が容易なことから、都市下水処理場の汚泥処理・処分に関する技術ガイド（試行版）の技術ロードマップとして推奨されている。汚泥。
現在、国内外の一般的な汚泥の好気性発酵技術は、主にコンクリートで構築されたトラフまたはサイロ構造を採用しており、手動または機械の反転、自然または強制換気を通じて杭内の好気状態を維持し、杭の温度と温度を確保します。微生物の正常な増殖。 堆肥化プロセス中に発生する臭気、水蒸気、浸出水は制御が難しく、周囲の環境に深刻な影響を与え、公衆衛生に悪影響を及ぼします。 また、堆肥化には長時間の堆肥化や広大な土地の占有など多くの問題もあります。
中国社会科学院都市開発環境研究所が発行した都市青書「中国都市発展報告書」と、中国国際ユーラシア科学院中国科学センターが共同発行した「中国都市状況報告書」市長協会と国連ハビタットは、中国には657の都市があり、各レベルの都市の行政面積の合計は521万6000平方キロメートルで、総陸地面積960万平方キロメートルの54.3％を占めていると指摘した。 設立された都市の数は 19683 に増加しました。中国の人口動態は 13 億 4,735 万人で、そのうち都市人口は 6 億 9,079 万人、農村人口は 6 億 5,656 万人です。 都市人口は総人口の 51.27 パーセントを占めます。 都市人口が初めて農村人口を上回り、これは中国の社会構造の歴史的な変化である。
中国共産党第18回党大会報告から中央経済工作会議、第12次5カ年計画から首相演説に至るまで、新たな都市化は重要な位置を占めている。 中央政府はこれを重要な国家発展戦略に位置づけており、中国の長期経済発展にとって最大の可能性となっている。
中国の低炭素持続可能都市発展戦略の研究結果によると、2050年までに中国の都市化レベルは70パーセント-75パーセントに達し、国家経済総計における都市経済の寄与率は90パーセントに達すると予想されている。
ブルーブックは、都市社会が支配する都市時代の静かな到来に直面して、中国の都市開発は環境・生態学的圧力、都市安全保障、社会二極化などの問題を含む一連の深刻な課題に直面していると指摘している。
資源と環境は現代の都市建設と管理の重要な内容であり、特に土地と水資源は持続可能な開発能力、都市の居住環境の安全性、公共の安全に関係します。
新しい基準によると、中国の都市の 3 分の 2 が大気質基準を満たしていません。 全国の都市の監視ポイントの 57.2 パーセントで水質が悪い、または極度に悪い。 大都市と中規模都市の 3 分の 2 はゴミに囲まれています。 都市部の自然植生率は低く、鉄筋コンクリートジャングルの面積は拡大しており、都市部の緑地は都市建設用地のわずか10パーセントにすぎません。 都市部の湿地の面積は急激に減少し、生物多様性は減少し続けており、都市部の地下水の過剰な利用と地盤沈下が加速しています。
現在、環境条件の悪化の全体的な傾向は根本的には抑制されておらず、環境紛争は顕著になり、圧力は増大し続けている。 一部の主要な流域や海域は深刻な水質汚染に悩まされており、一部の地域や都市では大気の霧が顕著になっています。 多くの地域で、主要な汚染物質の排出量が環境許容量を超えています。
都市インフラは都市の発展と文明のレベルを支える重要な要素であり、都市の経済と社会の調和のとれた発展のための物質的な基盤です。 中国では都市化の推進のもと、都市インフラの整備が加速し続けています。 2010 年の都市自治体インフラへの投資は 14,305 億元に達し、2005 年と比較して 155% 増加しました。
今後 20 ～ 30 年の間に、上下水道、ゴミ処理、ガス、暖房、道路、景観整備などの都市インフラ整備は、継続的な推進により大規模な成長を遂げることは必至であると予想される。新しい都市化プロセス。 同時に、世界は気候変動や資源環境による大きな圧力に直面しており、新たな状況に伴うさまざまなニーズに適応して大規模な成長を発展させることが困難になってきています。 したがって、環境に優しく、環境に優しく、低炭素の持続可能な開発モデルが、中国の新たな都市化の取り組みの新たな方向性となっている。
汚泥には水質汚濁の原因となる有機物、窒素、リン、カリウムなどの栄養分が豊富に含まれています。 また、腐敗や臭気を引き起こしやすい病原性微生物も多数含まれています。 不適切に廃棄すると、深刻な環境汚染や生態系へのダメージを引き起こす可能性があり、また資源の多大な浪費にもなります。 統計によると、中国では汚泥の約 10-20 パーセントのみが安全で無害な処理を実現しており、大量の汚泥は効果的に処理されていません。 大量の汚泥の生成や不適切な処理は、深刻な環境汚染を引き起こす可能性があります。 一方、汚泥には多くの栄養分が含まれており、適切に処理すれば新たな資源となります。
住宅都市農村開発省の指導の下、中国の都市下水処理場の設計と運営に携わる複数の部門が共同で標準調査を実施し、過去 4 年間で合計 9 つの業界標準が発表されました。 その後、4 つの技術ガイドラインが連続して発行されました。 国務院が発表した「国家都市下水処理・リサイクル施設建設に関する第12次5カ年計画」によると、中国は「第12次5カ年計画」期間中に、下水処理および関連施設への投資を約4,300億元増加する計画である。汚泥処理・処分施設への投資347億元を含む。 この一連の技術文書は、技術の選択、技術開発動向、具体的な実施計画、汚泥処理への投融資方法などについて指針を定め、中国の都市下水処理場における汚泥処理・処分の発展方向を示している。 。
