水環境学会のシンポジウムが東京御茶ノ水であった。シンポジウムは研究委員会が責任を持ってプログラム編成を行うので,自由公募の年会の発表や土木学会年次講演会などよりも内容が密で,参加者も聴きたい内容を絞って参加している印象を持った。逆に言うと,自由公募の発表会であっても,プログラムをしっかり組んで,総説的な講演を入れたり,討議する話題を決めておけば,それなりに,人は集まるし,熱気もこもるということだと思う。
私の専門の膜関連では,水道の膜技術のコスト がどこまで下がるかということで討論が企画されていた。
1804年の英国での緩速ろ過技術の発明,1885年の米国での急速ろ過技術の発明,1984年のフランスでの膜ろ過の実用化というろ過技術の流れを認識すると,膜技術は100年に1回の技術であり,急速ろ過を大幅に代替できる可能性を持つ技術である。
日本における膜技術による浄水量は維持管理がしやすいという技術の特性から小規模の浄水場が中心であり,2005年で約620,000m3/day, 550箇所である。現在建設中の大型の膜浄水場としては,砧および砧下のそれぞれ40,000m3/dayのものがある。砧浄水場は多摩川の伏流取水の緩速ろ過の本当に旧式の浄水場であったという記憶があるが,一気に膜へ転換することになったようだ。官側の経験の長い技術者によれば,1,000m3/day規模以上の浄水場であれば,膜を用いた浄水場の建設費が土木,電気,機械,建築すべて込みで1m3/dayあたり30-50万円くらいではないかということであった。民間のある技術者によれば,1996年には膜を用いた浄水場の建設費が1m3/dayあたり21-46万円であったものが2006年には16から19万円位まで下がったと考えられる。ある温泉旅館でクリプトスポリジウム対策で3,000m3/dayの装置を入れた値段が8,000万円で,これは機械および膜設備のみで土木費を含まないが,民需用の装置だけなら8000 / 3000 で1m3/dayあたり2-3万円ということになる。官需ではいろいろな制約が大きく16から19万円の価格になるということであった。今後30万人程度に給水できる100,000m3/day規模の浄水場への適用が現実化すると,建設費として50億円から100億円,ランニングコストが7円/m3程度と見込まれている。安全性や冗長性をカットしていけば,さらに,コストの縮減が期待できるが,役人は責任を取らされるのをもっとも嫌がるから,大きく安全性や冗長性をカットはできない。
こうした膜処理のコストは,急速ろ過よりは若干高いかもしれないが,水道料金(管路,管理費,原水調達に関わる費用,過去の借金の利払い)全体に対する割合は高くない。水道料金 は大口に単価を高く設定し,家庭用の単価を低く設定しているので,大口需要家が自前で井戸を掘って維持管理の楽な膜で浄水すれば,それなりに金銭面のメリットが得られる。水道料金として100円/m3の場合には償還に時間がかかるが,200円/m3の場合には,井戸ほりと浄水設備の費用を1年とかそういった短時間に償還可能である。地盤沈下のひどいところではダメだが,ある程度の量までなら,地下水の利用は都市においても認められるであろう。そんな 井戸掘りビジネス が現在,成長しており,水道局との間であつれきを生じている。
膜分離活性汚泥法の技術は,そろそろ下水での実用に入りつつあるが,シンポジウムでの発表では,膜分離活性汚泥法の高MLSS運転化など,着実に技術は進歩しているように見えた。また,小規模浄水での膜の導入のひとつの後押し要因であったクリプトスポリジウム対策については,膜によらず紫外線処理での対策も厚生労働省が認めた。紫外線処理コストは膜処理コストの半分以下であり,この方面での膜の新規適用は今後は難しく,膜はあくまで急速ろ過の代替,活性汚泥法のMBR化という用途での展開が主になるであろう,とのことだった。当研究室でやっている医薬品に関連があるが,紫外線による医薬品の処理というテーマもあったが,紫外線の照射量の単位が異なる発表間で混乱してしていた。処理量あたりの電力投入量に近い概念でkWh/m3を使っているものもあったが,一方で水が受ける照射強度と時間の積という形でJ/m2が用いられるのが,より学問的なようで,両者は次元が異なるから,比較のしようがない。さらに異なる波長のエネルギー換算方法とか,紫外線も奥が深い技術だ。
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