平成 22 年度に終了した研究開発【運営費交付金による研究開発】

２）－２

水資源の有効利用・環境負荷低減のための節水型排水浄化システムの開発【個別重点】Development of Wastewater Treatment System Based on Water Use Reduction Technologyfor Effective Use of Water Resources and Reduction of Environmental Impact（研究期間

平成 21～22 年度）

環境研究研究グループ

山海敏弘

清水康利

竹崎義則

Dept. of Environment Engineering

Toshihiro Sankai

Yasutoshi Shimizu

Yoshinori Takezaki

吉田義久

山崎宏史

豊貞加奈子

Yoshihisa Yoshida

Hiroshi Yamazaki

Kanako Toyosada

Characteristic of this system is to utilize water use reduction effects of building. In this paper, some results concerning systemconfiguration, performance of system, etc. are reported.
いるが、既存浄化槽の 7 割強は依然として環境負荷が極［研究目的及び経過］
地球上の水のうち、淡水は 2.5%に過ぎず、利用が容易な河川、湖の水はわずか 0.01%に過ぎない。
現在、開発途上国の 16％、世界の 13％もの人々が安全な飲料水を継続的に利用できていない。また、開発途
上国の 47%、世界の 38%の人々がトイレ等の衛生施設を継続して利用できておらず、し尿による水源の汚染が、めて大きい単独処理浄化槽である。
水環境保全の観点から、既存単独処理浄化槽の合併処理浄化槽への転換が進められているが、・大規模な掘削工事が不可避なためコストがかかるだ
けでなく、リスクが大きい。
・工事と復旧に相当な時間がかかり、居住者の受忍限度を超えてしまう。

飲料水不足に拍車をかけている。
また、我が国における年間平均降水量は約 1700mm

・コンパクトな合併処理浄化槽であっても、その容積で、世界平均の倍近いが、一人当たりの降雨量は、世界は単独処理浄化槽の倍程度となるため、浄化槽を平均の 1/3 程度であり、季節的にも地域的にも格差が大交換するとしても、場所の確保が難しい。

きく、特に人口密度が高い関東地方で利用可能な水は、等の理由により、単独処理浄化槽の合併処理浄化槽への日本の全国平均の 1/4 程度とされている。

転換は遅々として進んでおらず、下水道未整備地域にお2005 年における我が国の水使用量の内訳は、農業用３３ける水質保全上、最重要の課題となっている。

水が 549 億 m 、工業用水が 126 億 m 、生活用水が 159

このため本研究においては、建築物から排出される排億 m３となっている（日本の水資源 2009、国土交通省水

水を適正に処理し、水環境及び水資源の保全に寄与する資源部）。

だけでなく、大きな節水効果による水資源の有効活用と、水使用量の割合で見ると、農業用水が大変大きいが、節水等による省エネ・省 CO２効果を期待でき、既存単日本の食料自給率は約 40％と低く、農産物や畜産物の独処理浄化槽対策、途上国対応技術として有効な節水型輸入は、事実上これらの生産に必要な水を消費している排水浄化システムを開発した。

こととなるため、このような水は「仮想水（バーチャル

節水型排水浄化システムとは、建築研究所の重点課ウォーター）」と呼ばれており、食料輸入国である我が

題「既存浄化槽の高度処理化による環境負荷低減技術の国は、食料の輸入を通じて、大量の仮想水を消費してい開発とその評価技術の開発」（平成 18 年度～20 年度）

る。

において開発されたシステムであり、浄化槽への流入負一方生活用水は我が国の水使用量全体の約 2 割、上水荷を節水技術、地下水を汚染するおそれのない土壌処理使用量全体（都市用水）の約 6 割を占めるが、生活用水技術の活用等によって低減し、低水量の排水を高度処理は節水化の余地が十分にあり、異常気象等による渇水へする技術である。の対応性という点から見ても、節水化の推進は社会的意義が極めて大きい。
また、我が国においては、下水道未整備地域における水域環境保全において、浄化槽が大きな役割を担って本研究においては、この研究の成果を発展させ、維持管理技術、省エネ・省 CO２評価技術、超々節水便器（排水量 600ml/／回以下程度）等に対する対応技術等に関して検討を進めた。

平成 22 年度に終了した研究開発【運営費交付金による研究開発】
保した(図３)。

［研究内容］
１）

節水型排水浄化システムの構成

超々節水大便器(洗浄水量600ml/回)

本研究においては、実験室実験、フィールド実験等処理水（配管洗浄水）を踏まえ、節水型排水浄化システムを開発した。

P

汚物搬送

図１～２は、既存の戸建て住宅用の節水型排水浄化システムである。

既存単独処理浄化槽

図３

超々節水便器
し尿→

単独処理浄化槽
配管洗浄水

水環境への負荷→

雑排水系統

高濃度排水脱窒槽

土壌処理放流→節水技術→
図１

排水配管洗浄方式による汚物搬送性の確保

低濃度排水→土壌処理又は放流

４）

環境負荷低減効果

BOD 0～10g/d・戸戸建て住宅において窒素・リン除去型の高度処理浄窒素 0～10g/d・戸化槽を設置した場合の環境への汚濁負荷排出量（10g/リン 0～１g/d・戸日・戸、全窒素 10g/日・戸、全リン 1g/以下）と同等以流入量低減による高度処理システム

上、汚濁負荷排出量を低減することが可能なシステムを構築した（図４，図５）。

し尿系統

し尿→雑排水←水環境への負荷→

高濃度排水
脱窒槽

土壌処理
放流

→

→

低濃度排水

→土壌処理
又は放流

BOD 0～10g/d・戸
窒素 0～10g/d・戸節水制御技術図２

生活排水全体200180160140120g/d・戸 100
8060
40200

排水再利用装置
余剰水

雑排水系統

し尿配管洗浄水超々節水技術洗浄水再利用単独処理浄化槽

リン 0～１g/d・戸BOD 全窒素

図４

循環型トイレを活用した高度処理システム

生活排水全体し尿雑排水
全リン

未処理生活排水による負荷（排水再利用）
節水型排水浄化ｼｽﾃﾑ*BOD型合併処理浄化槽

単独処理浄化槽

２）

節水効果と節水効果を活用した排水処理

160140

これらのシステムにおいては、し尿系統については、120100超々節水便器（洗浄水量 600ml/回）を活用し、 通常のg/d・戸 80水洗便所（洗浄水量 13L/回～6L/回程度）と比較して、4060における滞留時間を 10 倍～20 倍程度とし、高濃度・超々時間処理による排水の高度処理技術（有機物の除去率 95％以上）を構築した。
雑排水系統については、節水型の機器・システムを単独処理浄化槽
BOD型合併処理浄化槽

20090～95％程度節水することにより、既存単独処理浄化槽

BOD

図５

全窒素

節水型排水浄化ｼｽﾃﾑ*
全リン

節水型排水浄化システムによる環境負荷低減効果

また、システムにおける水・エネルギー消費等に関する基礎的データを収集・分析し、節水、省エネ・省活用すると共に、排水の濃度に応じた処理を行うことにCO２に係る評価技術を構築した。

より、汚濁濃度の高い排水等を重点的に処理する小水［備考］

量・高度処理技術を構築した。

学会発表等

また、本研究開発においては、高濃度・小水量処理に

１）既存単独処理浄化槽対策に資する節水型排水浄化素適応し、地下水を汚染するおそれのない土壌処理技術のステムの開発、山海敏弘、日本建築学会大会（2009

有効活用手法を構築した。
３）

排水配管における汚物搬送性の確保

超々節水便器（洗浄水量 600ml/回）の洗浄水だけでは、排水配管内で汚物を有効に搬送することができない。
このため、本研究においては単独処理浄化槽を活用した「排水配管洗浄方式」を開発し、汚物の搬送性を確

年）
１）建築物における超節水技術を活用した環境負荷低減技術の開発、山海 敏弘、第 10 回環境研究機関連絡会成果発表会（2010 年）
２）建築物の超節水化による環境負荷の低減、山海 敏
弘、建築研究所講演会（2011 年）