最近の下水道行政における関連プロジェクトの紹介

国土交通省 水管理・国土保全局 下水道部
流域管理官付課長補佐
佐藤 篤

Ministry of Land, Infrastructure, Transport and Tourism

関連プロジェクトの紹介【主な内容】〇 公共用水域における水質保全に向けた取組〇 「豊かな」海の再生等、地域ニーズに応じた運転管理〇 下水道における資源利用の取組

1公共用水域の水質保全に係る法令等の変遷○昭和45年の臨時国会（いわゆる公害国会）で下水道法が改正され、下水道法の目的に「公共用水域の水質保全」が追加されるとともに、流域別下水道整備総合計画制度が創設されるなど、下水道の水質保全施設としての位置づけが明確化された。
〇その後も社会状況等の変化に応じて、新たな役割を担いつつ、下水道の普及や高度処理の導入等を推進している。
〇新下水道ビジョン（平成26年7月）では、公共用水域の水質環境基準の維持達成に加え、エネルギー効率を考慮した処理レベルの設定や放流先水域の状況に応じた水質管理等、効率的かつ能動的な環境管理の実現を掲げている。
水環境の状況

下水道の役割多摩川：調布取水堰付近（昭和30～40年代）

河川や海等の水質の悪化

水質汚濁の著しい北九州市(1960年代)

昭和42年：公害対策基本法の制定（水質環境基準）
昭和45年：下水道法改正（流域別下水道整備総合計画）

流入汚濁負荷量の削減への関心の高まり

昭和53年：水質総量削減制度の創設
昭和57年：全窒素、全リンの環境基準の設定（湖沼）昭和59年：湖沼水質保全特別措置法の制定
平成５年：全窒素、全リンの環境基準の設定（海域）

進まない閉鎖性水域の水質改善

平成14年：合流式下水道緊急改善事業の創設
平成15年：計画放流水質の設定
平成17年：高度処理共同負担制度の創設
平成27年：底層DOの環境基準の設定（閉鎖性水域）
季節別処理水質の設定（能動的運転管理）
令和3年：瀬戸内海環境保全特別措置法の改正（栄養塩類管理制度）

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下水道の放流水質基準〇環境基本法では、人の健康を保護し生活環境を保全する上で維持されることが望ましい基準として、水質環境基準が定められている。
〇水質汚濁防止法では、工場や事業所を対象に事業種別毎に排水基準が定められ、下水処理場からの放流水に対しても排水基準が適用される。また、排水基準のみでは水質環境基準の達成が困難な水域では、総量規制基準が定められている。
〇下水道法においては、水質環境基準の達成に向けて、流域別下水道整備総合計画を策定するとともに、各下水道管理者が策定する事業計画において、放流先の水域の水利用や水環境の目標等を総合的に勘案し、下水道管理者が計画放流水質（BOD、窒素、リン）定めることとしている。
環境基本法
水質環境基準水質汚濁防止法
環境基本法に基づき健康保護、生活環境保全の上で維持することが望ましい基準を政府が定める流域別下水道整備総合計画
水質環境基準が定められた河川・海域について、水質環境基準の達成のために都道府県が定める下水道整備に関するマスタープラン

事業計画

排水基準
・特定施設等に排水基準規制
・下水処理場は特定施設に該当

総量規制

適合

下水道管理者（市町村又は都道府県）が定める、放流水質とそれに応じた施設整備等に関する基本的な事項についての計画

下水道の放流水質基準

・人口、産業の集中等により汚濁が著しい広域的な閉鎖性海域の水質汚濁を防止する制度
・排水基準のみによっては水質環境基準の達成が困難であると認められる指定水域に適用
指定水域：東京湾、伊勢湾、瀬戸内海

ＢＯＤ、窒素、リン（計画放流水質）：処理場毎に下水道管理者が設定

指定項目：ＣＯＤ、窒素、リン

水素イオン濃度・大腸菌群数・浮遊物質量：一律の基準として規定
その他項目：水質汚濁防止法の排水基準を適用することを規定

下水道法

3

流域別下水道整備総合計画の概要○公共用水域の水質汚濁は、一般に流域内の複数の自治体から放流する汚水に起因する場合も多く、水域の水質保全を効果的に推進するためには、流域内の各下水道事業を相互に関連付け、流域全体で汚濁負荷量の削減に取り組む必要がある。
〇このため、都道府県が主体となり、流域内における下水道の処理区域や根幹的施設の配置、下水道整備事業の実施の順位等を定める流域別下水道整備総合計画を策定し、下水道整備を推進することとしている。
〇また、高度処理の一層の推進を図るため、平成17年に下水道法を改正し、窒素又はりんを削減する必要がある水域については、流域別下水道整備総合計画に、処理場からの放流水の窒素又はりんの削減目標量及び削減方法を記載することとしている。

【流域別下水道整備総合計画に定める事項】
一 下水道の整備に関する基本方針

二 下水道により下水を排除，処理すべき区域
三 下水道の根幹的施設の配置，構造および能力
四 下水道の整備事業の実施の順位
五 下水道の終末処理場から放流される下水の窒素又は燐の削減目標量及び削減方法(全窒素又は全燐の水質環境基準が定められた水域のみ）【流域別下水道整備総合計画 概念図】

4

流域別下水道整備総合計画の策定状況○流域別下水道整備総合計画の策定対象流域は、全国で151流域あり、このうち、147流域（97％）の策定が完了している。（R3年度末時点）〇また、全151流域のうち、窒素・りんの水質環境基準が定められた閉鎖性水域に係る流総計画は、82流域（54％）ある。
策定済・変更済

147計画

変更中

33計画

策定中

4計画

全国計

151計画

NP基準が定められた閉鎖性水域にかかる流総計画

82計画

うち策定済みの計画

80計画

策定中
変更中
策定済・変更済
TP-TN対象流域【流域別下水道整備総合計画の策定状況】

5

下水道の高度処理○下水処理において、通常の有機物除去を主とした二次処理で得られる処理水質以上の水質を得る目的で行う処理○除去対象物質は浮遊物、有機物、栄養塩類（窒素・りん）等○それぞれの除去対象物質に対して様々な処理方法がある■窒素除去法・アンモニア性窒素が、好気状態で硝化菌により硝酸態窒素に硝化され、無酸素状態で脱窒菌により脱窒（還元）される生物反応を利用
・好気→無酸素槽へ循環させることで窒素除去が可能■りん除去法・嫌気状態ではリン酸を放出するものの、好気状態で放出した以上にリン酸を過剰摂取する脱リン菌の生物反応を利用
・嫌気→好気槽を通すことでリン除去が可能■有機物除去【標準活性汚泥法】
N2 窒素ガス
PO43-

最初沈殿池

O2脱窒菌

■窒素・りん同時除去法
・上記プロセスの組み合わせ■その他
・ろ過法、活性炭吸着法、オゾン酸化法、膜処理 等

NO3-

N2

PO43脱リン菌
嫌気槽

NO3-

硝化菌

NH4+

PP

PO43-脱リン菌
無酸素槽

最終沈殿池

O2

好気槽
返送汚泥

■高度処理【嫌気無酸素好気法（Ａ２Ｏ法】

6下水道整備の進捗状況○総人口に対し、汚水処理人口普及率92.9％、下水道処理人口普及率81.0％、高度処理人口普及率 36.7％（令和4年度）である。
○高度処理計画人口（高度処理を実施すべき処理場の区域内人口）は、全国で約7,400万人（総人口の約59.3％）であり、これに対する高度処理実施率は62.0％（令和4年度末）である。
〇都道府県別の高度処理計画人口は、三大湾（東京湾、伊勢湾、大阪湾）に係る東京都、大阪府、神奈川県、愛知県、埼玉県、千葉県で大きくなる（500万人以上）。

100
汚水処理人口普及率80

下水処理人口普及率

60
40

200

S36S39S42S45
S48
S51
S54
S57
S60
S63
H3
H6H9H12H15H18H21H24
H27
H30
R3

普及率（％）

高度処理人口普及率

年度
汚水処理人口普及率（％）＝汚水処理人口（下水道、集落排水、浄化槽等）/総人口
下水処理人口普及率（％）＝下水処理人口／総人口
高度処理人口普及率（％）＝高度処理人口／総人口【普及率の推移】※高度処理計画人口100万人以上の都道府県を図示※高度処理実施率＝高度処理導入済みの区域内人口／高度処理を導入すべき処理場の区域内人口【主な都道府県の高度処理計画人口と高度処理実施率】

7

河川・海域・湖沼の水質基準達成状況(BOD・COD・全窒素・全燐)

100
80

10060
全窒素
40全燐20全窒素・全燐

出典：令和３年度公共用水域水質測定結果 令和５年１月 環境省 水・大気環境局

3

令和元年

292725232119171513

湖沼604020年度【環境基準達成率の推移（全窒素及び全燐）】

令和元年

262116116

平成元年

0昭和５９

【環境基準達成率の推移（BOD又はCOD）】

8011

平成7

100達成率（％）

年度

令和元

28海域

25湖沼22河川

191613107平成元461585520全体

90400海域

8060昭和4952達成率（％）○海域の全窒素及び全燐については、類型指定水域（152水域）における環境基準達成率は90.8％（令和3年度）であり、類型指定が100水域を超えた
平成10年度以降、徐々に上昇傾向。
○湖沼の全窒素及び全燐については、類型指定水域（123水域）における環境基準達成率は52.8％（令和3年度）であった。

達成率（％）○河川のBODについては、類型指定水域（2,577水域）における環境基準達成率は93.1%（令和3年度）である。
○湖沼のCODについては、類型指定水域（192水域）における環境基準達成率は53.6％ （令和3年度）であり、海域のCODについては、類型指定水域（590水域）における環境基準達成率は78.6％（令和3年度）であり、湖沼では依然として低い水準で推移している。

8下水道の整備効果 -隅田川の水質改善の例〇東京の主要河川では、中流部より下流部では河川水量の5割以上（隅田川では7割以上）を下水処理水が占めており、高度処理等の下水道事業は、水環境改善に大きな役割を果たしている。
下水道普及率と隅田川の水質（ＢＯＤ）
10025下 80
水道 60
普及率 40（区 20部）

20

Ｈ6 普及概成100％

15ＢＯ
10 Ｄ
500S46S50S54
普及率

S58S62H3H7H11H14BOD

昭和３６年：隅田川水質汚濁ため、隅田川花火大会、早慶レガッタ中止

多摩川を遡上するアユ（調布取水堰付近）

昭和５３年：１７年ぶりに隅田川花火大会、早慶レガッタが復活

9豊かな海の実現に対するニーズ○閉鎖性水域では、依然として水質の保全が必要な水域が存在する一方、例えば、瀬戸内海には海中の栄養塩類のバランスが損なわれノリの色落ち等の障害が発生している海域が存在している。
○生物多様性の確保及び水産資源の持続的な利用の観点から「きれいな」だけではなく「豊かな」水環境を求めるニーズが高まってきている。
○このような状況下において、瀬戸内海環境保全特別措置法の改正により、下水処理場の設置者を含む栄養塩類供給を実施する者に水質汚濁防止法に基づく総量規制の適用除外等の特例を設けた栄養塩類管理制度が創設された。

栄養塩類管理制度〇関係府県知事が策定する栄養塩類管理計画に基づき、特定の海域への栄養塩類供給を可能にするもの。
〇栄養塩類管理計画には、水質の目標値、栄養塩類供給の実施方法等を記載。

〇水質の目標値は、水質環境基準の範囲内において設定。
〇栄養塩類供給を実施する者に対し、水質汚濁防止法に基づく総量規制の適用を除外。
〇現在までに、兵庫県で導入済み。
【瀬戸内海の環境保全に係る課題】
出典：環境省の動向紹介～瀬戸内海における今後の環境保全方策～

10下水処理場における栄養塩類の能動的運転管理について〇下水道においても、有明海、瀬戸内海、伊勢湾に位置する処理場などを中心に、地域のニーズに応じて季節毎に水質を管理する能動的運転管理が実施・試行されているところ。
〇下水処理場における能動的運転管理とは、豊かな海の再生や生物の多様性の保全に向け、近傍海域の水質環境基準の達成・維持などを前提に、放流先の水産資源等を考慮し、冬期に下水処理水中の栄養塩類（窒素、リン）の濃度を上げることで水域に不足する窒素やリンを供給するもの。
色落ちしたノリ

季節別運転管理
栄養分のない海域で生長したノリは重要な品質の一つである「黒み」がなくなり、著しく商品価値が低下する。

増加期

栄養
塩類
移濃度

通常期

回

増加運転期

準行

復備期

期

通常期

期

能動的運転管理（イメージ）

期間

通年増加運転管理栄養

増加運転期２増加運転期１

塩

移移行

行

濃期

期

度

１２類

（従来の通常運転）期間

11栄養塩類の能動的運転管理の実施状況○令和 4年度時点には、能動的運転管理を実施（試行を含む）している処理場は全国で 34 都市、60 処理場に拡大。

能動的運転管理（既公表数）の推移
都市数
箇所数

H292026H302431

R元2230R22535R32847R43460※R元年度以後は、「通年増加運転管理」の下水処理場を含む【能動的運転管理の実施状況】

12栄養塩類の能動的運転管理の運転手法等〇栄養塩類の放流濃度を増加させる運転手法は、窒素除去を抑制する運転である硝化抑制・脱窒抑制と、りん除去を抑制する運転である凝集剤添加率の削減・生物学的りん除去抑制に大別される。

窒素除去を抑制する運転
栄養塩類の放流濃度を増加させる運転手法

硝化抑制（アンモニア態窒素増加）
脱窒抑制（酸化態窒素増加）

りん除去を抑制する運転

凝集剤添加率の削減
生物学的りん除去抑制運転

窒素・りん除去を抑制する運転 （上記の組合せ）【対象とする栄養塩類】【対象とする水産生物】

13

播磨灘流域別下水道整備総合計画の例

2018年【兵庫県HPより抜粋】

14

放流先の評価・モニタリング例■児島湾における評価・モニタリング例■三河湾における評価・モニタリング例【愛知県における役割分担】〇下水道部局 ：処理場の水質管理等※栄養塩管理運転により、管理運転前と比較し、りんは年間約1.3トン、窒素は年間約15.5トン増加〇水産部局：漁場内の水質、ノリの色調・りん含有量、アサリの肥満度・成長〇環境部局：環境基準への影響

りん酸態りん（PO4-P）の分布結果

アサリの殻長アサリの肥満度

15窒素・リンの資源管理の必要性○世界的な人口増や食生活の変化を背景として化学肥料の需要が年々増大し、地球環境における窒素やリンの循環のバランスが崩れていることが問題とされている。
○都市の生活排水の多くを収集・処理する下水道は、窒素・リンの資源管理の観点からも、新たな役割を担うことが期待される。
○既に、食料安全保障の観点も相まって、下水汚泥等の肥料利用を最大限拡大していくこととしている。
○窒素については、下水道による貢献の可能性を整理するとともに、このような窒素・リンの資源管理の観点から、その回収、活用方法との関係を含めて下水処理のあり方を検討する必要がある。
【プラネタリー・バウンダリー概念図】【下水道における窒素・リン収支（全国）】

＜窒素＞

＜リン＞
下水道
５.５

下水道48.4
単位：万トン-N/年（2017年）

硝化脱窒
17.6

プラネタリー・バウンダリーとは：地球の変化に関する各項目について、人間が安全に活動できる範囲内にとどまれば人間社会は発展し繁栄できるが、境界を越えることがあれば、人間が依存する自然資源に対して回復不可能な変化が引き起こされるとされている。
出典：Will Steffen et al. 「Guiding human development on achanging planet」

放流水
１7.4

脱水汚泥
13.4

出典：小島啓輔,et al “下水処理場における窒素由来のエネルギーポテンシャルの試算とその利用に関する考察.” 下水道協会誌(2021) を基に作成

単位：万トン-P/年（2006年）

下水汚泥肥料
０.６

公共用水域
１.３

埋立等
３.６

出典：下水道政策研究委員会 報告書 新下水道ビジョン～「循環のみち」の持続と進化～平成２６年７月 国土交通省
図 4.134 国内のリンのフロー を基に作成

16下水汚泥資源の肥料利用の促進○肥料の国産化と安定的な供給、資源循環型社会の構築を目指し、農林水産省、国土交通省及び関係者が連携し、安全性・品質の確保、消費者の理解促進を図りながら、下水汚泥資源の肥料利用の大幅な拡大に向けて取り組みを推進。
○2030年までに堆肥・下水汚泥資源の使用量を倍増し、肥料の使用量（リンベース）に占める国内資源の利用割合を40％とすることとしている。（令和4年12月27日 食料安全保障強化政策大綱決定）
下水道革新的技術実証事業（B-DASH） による技術開発✓ 地方公共団体の下水道施設において、国が主体となって、リン回収に関する実規模レベルの施設を設置。
✓ 公募により神戸市、横浜市、東京都における事業を採択し、リン回収のコスト縮減や品質向上に向けた技術開発を推進。
（令和５年２月 採択）

汚泥利用に関する基本方針の明確化と案件形成支援等の推進「発生汚泥等の処理を行うに当たっては、肥料としての利用を最優先し、最大限の利用を行うこと」を基本方針とし下水道管理者に通知（令和５年３月 下水道部長 通知）✓ 国交省において、汚泥の重金属や肥料成分の分析（83処理場）、肥料の流通確保に向けた案件形成（20団体）を支援中。
✓

下水汚泥の利用状況（令和３年度末）

脱水分離液からのリン回収(東京都)

その他,埋立等, 5.0万ｔ,47.0万ｔ, 約2%約21%

年間汚泥発生量225.0万ｔ※東京都 報道発表（2023年02月28日 下水道局）資料より

その他有効利用,2.1万ｔ, 約1%

こうべSDGs肥料（神戸市）※神戸市公式note「何がすごいの？下水からつくった「こうべSDGs肥料」」より

燃料化等,23.2万ｔ,約10%

農林水産省との連携✓ 「下水汚泥資源の肥料利用の拡大に向けた官民検討会」にて議論を行い、論点等を整理。
（令和４年10～12月開催）✓ 農水省では、下水汚泥由来肥料（コンポスト、乾燥汚泥、焼却灰等）のうち、リン酸全量を1.0 ％以上保証される等の規格を満たしたものについて登録できる「菌体りん酸肥料」の公定規格を新たに設置。
✓ 国交省・農水省で連携してPRイベントや説明会、マッチングフォーラム等を開催。

下水汚泥資源の肥料利用の拡大に向けた官民検討会

建設資材,116.1万ｔ,
約52%

肥料利用
31.5万ｔ, 約14%
※第２回検討会（令和４年11月28日）

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