ヒト・モノ・カネ下水道

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ことこさくいし
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1 下水道事業の現状と課題今後の対応策日本下水道協会理事佐伯謹吾

2 前回の基本戦略委員会における宿題下水道事業の現状あるべき姿について 19 世紀のデファクトスタンダードで整備した合流式下水道などが存在する現状を今後どうするのか日本が海外展開する際に対象国毎の提供技術サービスのあり方

3 下水道の方向性に関する報告等下水道ビジョン 2100 ~ 下水道から循環のみちへの 100 年の計 ~ 下水道政策研究委員会下水道中長期ビジョン小委員会 ( 平成 17 年 9 月 ) 100 年という長期の下水道の将来像を見据えた下水道の方向性それらを具現化する様々なアイディア等を提示 ( 水のみち資源のみち施設再生 ) 下水道中期ビジョン ~ 循環のみちの実現に向けた 10 年間の取り組み ~ 下水道政策研究委員会計画小委員会 ( 平成 18 年 2 月 ) 下水道ビジョン 2100 に示された姿を現実のものとするため下水道が抱える課題下水道を取り巻く社会の諸事情を勘案し中期 ( 概ね 10 年程度 ) の下水道施策のあり方具体的な施策について報告水物質循環系の健全化に向けた流域管理のあり方について下水道政策研究委員会流域管理小委員会 ( 平成 19 年 11 月 ) 流域の関係者が一体となった水質改善都市内の水辺再生水量確保都市における雨水管理再生水の活用 4 つの視点に着目し水や水に含まれる物質の循環を健全化するために必要となる具体的な施策について報告社会資本整備重点計画平成 21 年 3 月 31 日閣議決定平成 20 年度から平成 24 年度までの計画期間における社会資本整備の方向性を示す計画

4 これからの下水道の機能これまでの下水道の機能これからの下水道の機能排除処理 ( 静脈機能 ) 転換活用再生 ( 動脈機能 ) 汚水都市の汚水を集めて排除処理し公衆衛生と生活環境の向上に寄与下水道施設のストック増大に伴い生活用水量の 8 割を超える汚水が下水処理場に収集汚水に付随して有機物りん等の有価物や熱も下水処理場に収集集めて処理した水を資源として循環利用集めた有機物有価物や熱は資源エネルギーとして循環利用雨水都市の雨水を集めて速やかに排除し都市の健全な発達に寄与都市化による雨水の流出の増大や豪雨の頻発により内水氾濫のリスクが増大都市化による水辺の減少や気候変動による渇水の頻発豪雨時の雨水や汚れた雨水は集めて排除処理きれいな雨水は集めず地下浸透あるいは貯留循環利用

5 下水道の現状と課題下水道を取り巻く状況変化下水道の方向性整備済区域未整備区域これからの下水道の方向性富栄養化による被害の発生合流式下水道での雨天時の水質汚濁都市の水辺環境の悪化良好な水環境への回復地球温暖化で深刻化する水不足資源エネルギー循環型社会への要請良好な環境の創造高度処理による水質改善水系リスクの低減 ( 合流式下水道の改善 ) 資源エネルギー循環の形成健全な水循環系の構築集中豪雨による生命財産を脅かす災害の発生地震に対する施設の脆弱性地球温暖化により激化する集中豪雨大規模地震発生危険性の顕在化安全で安心な暮らしの実現豪雨による浸水被害の最小化地震発生時の機能保持ストックの蓄積と老朽化中小市町村の厳しい経営状況汚水処理施設の未普及老朽化施設の急増本格的な人口減少社会の到来中小市町村の財政状況の悪化地域活性化への希求持続性の確保適正なストック管理経営基盤の強化快適で活力ある暮らしの実現未普及地域の解消地域の活性化社会資本整備重点計画では指標化

6 1. 安全で安心な暮らしの実現豪雨による浸水被害の最小化地震発生時の機能保持

7 豪雨による浸水被害の防止近年地球温暖化に伴う集中豪雨の増加等により都市の浸水リスクが増大またゲリラ豪雨などの局所的な集中豪雨による被害が増加頻発する都市型水害から国民の生命や都市機能を守るためハードソフト自助が一体となった総合的な浸水対策を促進 < 下水道による総合的な浸水対策 > ソフト対策 ( 内水ハザードマップ ) 自助 ( 止水板 ( 雨水流入防止 )) 平成 20 年岡崎市住宅街の浸水被害 < 東京都 > 洪水氾濫等の内水氾濫以外による被害額約 260 億円 ( 約 13%) ハード整備 ( 雨水貯留管 ) ( 雨水調整池 ) 内水氾濫による被害額平成 15 年福岡市地下街の浸水被害約 1,800 億円 ( 約 87%) 平成 11~20 年度の 10 年間の合計 ( 出典 : 水害統計 )

地震対策の推進重要なライフラインである下水道の被災は市民生活に深刻な影響トイレの使用ができない

下水道施設の耐震化を図る防災対策を着実に推進するとともに下水道施設が被災した場合でも

防災と減災を組み合わせた総合的な地震対策のイメージ汚水の流出 ( 平成 16 年新潟県中越地震 )

8 地震対策の推進重要なライフラインである下水道の被災は市民生活に深刻な影響トイレの使用ができない汚れの流出による公衆衛生問題雨水排除障害による浸水被害マンホール等の浮き上がりによる交通機能の阻害下水道施設の耐震化を図る防災対策を着実に推進するとともに下水道施設が被災した場合でも下水道が果たすべき機能を確保し被害の最小化を図る減災対策を推進防災と減災を組み合わせた総合的な地震対策のイメージ汚水の流出 ( 平成 16 年新潟県中越地震 ) マンホールの突出 ( 平成 16 年新潟県中越地震 ) < 下水道施設の耐震化 > 重要幹線の耐震化状況耐震化済み約 16% 内面被覆による管渠の補強未耐震化

9 2. 良好な環境の創造高度処理による水質改善水系リスクの低減 ( 合流式下水道の改善 ) 資源エネルギー循環の形成健全な水循環系の構築

良好な水環境の構築 < 汚水処理の普及 > 人口減少等を踏まえ下水道区域を適切に見直した上で人口集中地区に下水道整備を重点化するとともに

年度まで大都市は平成 35 年度 ) までに緊急改善対策を完了 < 高度処理 > 三大湾等の閉鎖性水域では富栄養化の原因である窒素燐を早期に削減するため

下水道整備予定区域の縮小ローカルルール的整備手法の導入 < 露出配管 ( 熊本県益城町 ) の例 >

ローカルルール的整備手法の導入概ね 10 年以内に未普及解消 < プレハブ式膜分離活性汚泥法 ( 二戸市等 ) の例 >

10 良好な水環境の構築 < 汚水処理の普及 > 人口減少等を踏まえ下水道区域を適切に見直した上で人口集中地区に下水道整備を重点化するとともに周辺地区においてはローカルルール的整備手法を導入 < 合流式下水道の改善 > 下水道法 (H15 施行令改正 ) にて定められた期限 ( 中小都市は平成 25 年度まで大都市は平成 35 年度 ) までに緊急改善対策を完了 < 高度処理 > 三大湾等の閉鎖性水域では富栄養化の原因である窒素燐を早期に削減するため高度処理を段階的に導入下水道未普及地域の解消合流式下水道では降雨時にし尿を含む未処理下水が放流される下水道計画の見直しと地域の実状に応じた整備の推進下水道整備予定区域の縮小ローカルルール的整備手法の導入 < 露出配管 ( 熊本県益城町 ) の例 > 合併処理浄化槽等による整備に変更市街化区域等周辺地区以外の地区供用済み区域下水処理場人口集中地区市街化区域等人口集中地区他の汚水処理施設との連携強化ローカルルール的整備手法の導入概ね 10 年以内に未普及解消 < プレハブ式膜分離活性汚泥法 ( 二戸市等 ) の例 > 工場生産した規格ユニットを必要規模に応じて配置するもの流量調整槽反応槽流量調整槽反応槽計画水量 300m 3 / 日の場合人口減少に対応他に転用計画水量 200m 3 / 日の場合雨水吐口お台場に漂着したオイルボール三大湾等の閉鎖性水域では富栄養化による赤潮青潮等の現象が発生赤潮の発生 ( 三河湾 )

11 合流式下水道による下水道整備都市実施都市 191 都市 : 全下水道実施市町村 (1486 自治体 ) 約 1 割 ( 合流式のみの実施都市 :14 都市 ) 整備面積 23 万 ha : 全下水道処理区域面積 (150 万 ha) 約 2 割人口普及率 20% : 全下水道処理人口普及率 (73.7%) 約 3 割 *1970 年 ( 昭和 45 年 ) の下水道法改正以降下水道は分流式が採用されている

12 合流改善施策の例 ( 渦流式水面制御装置の設置 )

13 資源エネルギー循環の形成下水道の役割と特性役割生活環境の改善浸水の防除公共用水域の水質保全資源の有効活用水循環の創出特性下水道は分散資源を収集できるシステムであり多様な資源が集まる ( 都市の水資源都市廃熱資源カーボンニュートラルの有機資源リン資源等 ) 安定したシステムであり膨大なストックを有し適正なマネジメントにより運営都市における資源循環の核になり得る

14 下水処理水の再利用下水処理水の再利用 > 日本の年間下水処理水量億 m3 のうち再利用量は約 2.0 億 m3( 再利用率約 1.4%) 再利用の用途は修景等の環境用水が約 6 割下水処理水量億 m3/ 年下水処理水の再利用内訳 (2008 年度 ) 再利用率 1.4% 工業用水道へ供給 1.2% 再生利用用途処理場数再利用量割合 ( 万 m3/ 年 ) (%) 水洗便所用水 % 環境用水修景用水 97 5, % 親水用水 % 河川維持用水 12 6, % 融雪用水 31 3, % 農業用水 30 1, % 工業用水工業用水道へ供給 % 事業所等へ直接給水 52 1, % その他植樹帯散水 % 道路街路の清掃散水 % 工事現場の清掃散水 % 合計 , % 事業所等へ直接排水 7.2% 農業用水 8.3% 融雪用水 16.1% 工事現場の 2.2% 清掃散水 0.1% 水洗便所用水 3.6% 植樹帯散水再利用量 2.01 億 m3/ 年河川維持用水 31.4% 修景用水 26.8% 親水用水 3.1%

15 < 事例 > 大都市における再生水利用河川維持用水目黒川等の清流復活の水源 :80,000m 3 / 日雑用水 ( トイレ用水 ) 西新宿及び中野坂上地区ほか 6 地区 : 約 9,000m 3 / 日 UV 急速ろ過など生物膜ろ過 + オゾン耐性膜標準活性汚泥法に高度処理プロセスを付加総計 : 約 90,000m 3 / 日雑用水 ( 洗浄用水 ) 環境用水 ( 親水用水 ) 新交通システムゆりかもめ車両の洗浄用水 : 約 2,000m 3 / 年落合水再生センターせせらぎの里 :45m 3 / 日オゾン処理逆浸透膜

16 < 事例 > 農業用水としての利用熊本市では現地での 3 年間の実証実験等を通じ再生水を農業用水路に放流多度津町では再生水をため池に放流し水田に送水導入前には反対もあったものの香川大学及び香川県農業試験場と協力し目標水質等について科学的に検討を行い地域の農家と合意形成渇水年の際にも農業用水の補給に効果を発揮熊本市放流量 : 750 万 m3/ 年対象水田 : 225ha 対象農家数 : 529 戸放流後の用水路の水量に占める再生水の割合は約 1/ 2 放流量 : 2,000m3/ 日多度津町農業用のため池に再生水が放流される様子再生水をため池に送水する水路

17 下水熱の活用 < 事例 > 地域冷暖房等熱源への活用民間事業者が下水道管理者から供給された下水から熱源活用する事業を可能にするポンプ場の未処理下水を活用した地域冷暖房の例 ( 東京都後楽 1 丁目 H6) 下水処理場の下水処理水を活用した地域冷暖房の例 ( 東京都ソニービル H18) 下水道管理者が供給した処理水を熱源用水として使用下水処理場熱供給事業下水道事業清水下水道事業により設置した熱交換器を許可使用下水処理水関連施 ( 蓄熱槽ヒートポンプ未処理下水下水処理水熱交換器下水処理場へ処理水東京都芝浦水再生センターソニービル後楽一丁目 < 未処理下水の活用 > ソニーシティ ( 本社ビル ) < 下水処理水の活用 > ( 出典 : ソニーのホームページ )

18 下水汚泥バイオマスのエネルギー利用わが国のバイオマス発生量は年間約 2 億 9,000 万トンそのうち下水汚泥は約 7,500 万トン ( 約 3 割 ) を占めており人間生活に伴い必ず発生量質ともに安定収集の必要がない集約型バイオマスエネルギーの需要地である都市部において発生する都市型バイオマス等の特性を有する再生可能エネルギーその一方でバイオガス ( バイオマス消化工程等から生じるガス ) は約 3 割が未利用 ( 単純燃焼 ) で今後官民連携による有効利用が指摘されているバイオマスの種類年間発生量利活用状況家畜排せつ物約 8,900 万トン肥料利用約 90% 食品廃棄物約 2,200 万トン肥飼料等約 20% 紙パルプ廃液 ( 黒液 ) 下水汚泥し尿汚泥製材工場等残材林地残材古紙等リサイクル約 56% 約 3,600 万トン焼却施設の約 7 割で余熱利用約 1,400 万トン ( 乾燥重量 ) エネルギー利用 ( 直接燃焼 ) 約 7,500 万トンリサイクル約 77% 約 3 割 ( 濃縮ベース ) うち大半は建設資材利用大半が焼却埋立約 2,900 万トン農集排汚泥の一部はたい肥利用約 500 万トンほぼ全量エネルギーや肥料利用約 370 万トンほとんど未利用建設発生木材約 460 万トン約 60% 農作物非食用部 ( 稲わらもみ殻等 ) 計バイオマスのポテンシャル約 1,300 万トン約 30% 約 2 億 9,130 万トンバイオマスニッポン総合戦略 (H18.3 閣議決定 ) より下水道バイオガスの発生量 ( 百万 m3/ 年 ) 下水道バイオガスの発生量と利用内訳焼却処分消化槽加温ガス発電下水道バイオガスの利用率その他有効利用年度 100% 約 3 割のバイオガスが未利用であり官民連携のもと有効利用を進める必要 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 下水道バイオガスの利用率

準用ガス事業者 ) による都市ガス導管への注入 <H21~ 神戸市で実証調査 >

19 < 事例 > バイオガスのオンサイト外部供給利用の推進下水処理場で発生するバイオガスの約 3 割が未利用であり今後官民連携のもとオンサイト利用 ( 場内利用 ) 余剰バイオガスが生じた場合における外部供給ニーズの指摘 1 神戸市によるバイオガス利活用事例神戸市においてはオンサイト利用に加え下水道事業民間事業により市バス等への燃料供給都市ガス供給を実施家庭等民間事業者 ( 準用ガス事業者 ) による都市ガス導管への注入 <H21~ 神戸市で実証調査 > 都市ガス事業者天然ガス自動車への燃料供給 ( 神戸市による下水道事業 ) 下水下水処理場高度精製されたバイオガスの買取都市ガスとしての供給等精製バイオガスを都市ガス規格へ精製市バス宅配車等ガス導管付臭熱量調整微量成分除去水再生バイオガス精製バイオガス精製バイオガス都市ガス供給用メタン発酵タンク低炭素循環型のまちづくり下水汚泥民間事業下水道事業自動車燃料メタン約 60% CO2 約 40% 消化槽バイオガス精製装置精製により CO2 を除去メタン 97% 以上へ場内利用バイオガスステーション

20 < 事例 > 下水汚泥の固形燃料化下水汚泥を炭化し炭化物を石炭代替の燃料として火力発電所に供給東京都東部スラッジプラントにおいて年間 99,000t の下水汚泥から 8,700t の炭化物を製造しいわき市にある常磐共同火力発電所に供給従来の汚泥焼却と比較し年間 37,000t CO 2 の削減効果東京都東部スラッジプラント汚泥炭化施設常磐共同火力発電所発電施設固形燃料電力一般家庭に供給脱水汚泥乾燥機炭化炉炭化物補助燃料都市ガス燃焼炉熱炭化による発生ガスの回収炭化工程のイメージ汚泥から製造された炭化物

リン資源化の推進農業食品に関わるリンの輸入量約 56 万トン / 年のうち約 1

世界的な食糧需要の急増やリン鉱石の主要産出国である中国アメリカの輸出制限等により

21 リン資源化の推進農業食品に関わるリンの輸入量約 56 万トン / 年のうち約 1 割が下水道を経由しかし肥料としての有効利用は約 1 割一方世界的な食糧需要の急増やリン鉱石の主要産出国である中国アメリカの輸出制限等によりリンの価格が乱高下リンを輸入に頼るわが国では安定的なリン資源の確保に懸念下水道からのリンの回収活用に注目国内のリンのフロー輸入量 55.5 単位 : 万トン -P/ 年 (2006 年 ) リン鉱石の輸入価格の推移天然リン鉱石 10.3 リン酸系肥料等 28.2 食糧飼料 17.0 肥料農地牧場食料下水道 5.5 生活排水人間下水汚泥肥料 0.6 公共用水域 1.3 埋立等 3.6 国土交通省では平成 22 年 5 月に下水道におけるリン資源化の手引きをとりまとめ公表岐阜市では LOTUSプロジェクトで民間企業と共同して焼却灰からリンを回収する技術を開発平成 22 年度より実施設を供用下水汚泥焼却炉岐阜市のリン回収施設回収リン

22 3. 持続性の確保適正なストック管理経営基盤の強化 4. 快適で活力ある暮らしの実現未普及地域の解消地域の活性化

S39 S44 S49 S54 S59 H 元 H6 H11 H16 H21 50 年経過約 1 万 km 30 年経過約 8 万 km 約 42 万 km 450 老朽管路が急増 400 下水道管渠の老朽化による道路の陥没事故 350 300 250 200 150 100 50

23 用更新費用経過年数費持続性の確保 < 適正なストック管理 > 下水道整備の進展に伴い管路延長は約 42 万 km 処理場数は約 2,100 箇所などストックが増大管路施設の老朽化等に起因した道路陥没も増加傾向にあり平成 21 年度は約 3,800 件発生事故発生や機能停止を未然に防止するためライフサイクルコスト (LCC) の最小化の観点も踏まえ長寿命化対策を含めた予防保全的管理を推進年度別整備延長 ( 千 km) S29 以前管路の年度別整備延長 ( 全国 ) 布設年度別整備延長累計整備延長 0 S34 S39 S44 S49 S54 S59 H 元 H6 H11 H16 H21 50 年経過約 1 万 km 30 年経過約 8 万 km 約 42 万 km 450 老朽管路が急増 400 下水道管渠の老朽化による道路の陥没事故累計延長 ( 千 km) 全度基準値使用限界値長寿命化対策による LCC 低減のイメージ長寿命化計画的な改築のイメージ長寿命化長寿命化機能停止または事故発生長寿命化長寿命化を考慮した計画的な改築従来の改築従来の改築健更新従来の改築のイメージ更新 ( 平成 18 年千葉市 ) ( 平成 21 年名古屋市港区 )

24 地域の活性化施策

25 下水道事業の現状

26 日本下水道協会世界の下水道処理人口普及率 : 二次処理 : 高度処理出典 : OECD Environmental Data Compendium 2006 日本については平成 21 年度末の数値

27 都市規模別汚水処理人口普及率全体 85.7% 下水道 :73.7%

28 下水道事業の執行体制下水道統計 ( 下水道協会 ) より

29 下水道事業に従事する職員の減少下水道統計 ( 日本下水道協会 ) より

30 社会成長度下水道に対する民意下水道の目的下水道機能下水道中心施設下水道事業技術保有萌芽期成長期成熟期渇望期待関心が薄れる土地の清潔の保持公衆衛生の向上生活環境の改善公共用水域の水質保全資源利用の促進健全な水循環構築汚水雨水の排除汚水処理浸水対策資源化管渠処理施設浸水対策施設高機能化資源化施設建設維持管理管理運営施設更新官主導官民連携保有民主導我が国の下水道事業の局面

31 ご清聴有難うございました

水 ) 融雪用水植樹帯散水用水道路等の清掃散水用水農業用水工業用水への供給事業場等への直接供給などがある下水汚泥についてはバイオマスニッポン総合戦略や京都議定書目標達成計画など地球温暖化対策を推進することが求められているその有効利用量は平成 22 年度に約 78% に達したが

水 ) 融雪用水植樹帯散水用水道路等の清掃散水用水農業用水工業用水への供給事業場等への直接供給などがある下水汚泥についてはバイオマスニッポン総合戦略や京都議定書目標達成計画など地球温暖化対策を推進することが求められているその有効利用量は平成 22 年度に約 78% に達したが第 2 章下水道の概要 1. 下水道の役割下水道の役割は時代とともに変遷している 19 世紀までは雨水の排除による浸水防除汚水の排除による住宅地周辺環境の向上がその大きな目的であった 19 世紀初頭の水洗便所の発明以来便所の水洗化による居住環境の改善も目的のひとつに加えられたさらに下水道が処理施設を有するようになり水質汚濁防止に有効な施設として水質保全の役割を担うようになったまた水循環の中で極めて重要な施設と認識され