ミミズを使ってハワイの廃水汚染を減らす
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マウイとオアフ
タイガーワーム。 写真 © Eli T. CC BY 4.0
課題
セスプールは、生の下水や廃水が堆積する地面の穴です。 廃水は地下水と接触することが多い地中深くに集中し、地下水汚染を引き起こし、人間の健康や飲料水、水域、サンゴ礁の質に影響を与えます。 残念ながら、汚水溜めは、ハワイで最も一般的に使用されている廃水と下水の収集方法です。 州は 2016 年に新しいセスプールの建設を禁止しましたが、ハワイには 88,000 のセスプールが残っており、これらの半分近く (43,000) が島とその分水界全体の水資源と水質に脅威を与えています (ハワイ保健局）。 ハワイ保健局 (DOH) によると、多年生の河川水路から 6,700 フィート以内に 200 のセスプールがあり、ハワイ、カウアイ、マウイ、モロカの島々の多年生の流域内に約 31,000 の汚水溜めがあります。 '私。 州内のセスプールは、毎日約 53 万ガロンの未処理の下水を地面に放流しています。 廃水には、堆積物、栄養素、殺虫剤、微量金属、炭化水素、医薬品、マイクロプラスチックなど、さまざまな汚染物質が含まれている可能性があり、ハワイの住民や訪問者の健康に重大な影響を与える可能性があります。 サンゴ礁への影響 サンゴ礁の生態系。 これらの汚染物質は、気候変動に対するサンゴ礁の回復力を低下させ、海洋の温暖化と酸性化に対してより敏感にする可能性があります (国連環境計画）。 2017 年、ハワイ州議会は Act 125 を可決し、2050 年までに州内のすべての汚水溜めを取り替える必要があります。 通常、これには 20,000 ドルから 40,000 ドルの費用がかかります。これは、ハワイの住民のほとんどが利用できない高価なソリューションです。
行った活動
この インスティテュート フォー トランスフォーマティブ テクノロジーズ (ITT) と TBF環境ソリューション タイガー バイオフィルター (TBF) 技術をハワイに導入しています。 TBF 技術は、ミミズ、バクテリア、および天然のろ過材を組み合わせて廃水を処理し、糞便病原体の 99% を除去して、再利用可能な非飲料水を作り出します。 バイオフィルターは、湿った土壌、腐敗した植生、肥料、および糞便で繁栄するトラワームと呼ばれる特定のタイプの堆肥化ワームを使用します。 それらは病原体を効率的に消費し、廃棄物をガスと堆肥に変換します。 ミミズを含むバイオメディアを使用して下水をろ過するこのプロセスは、バーミフィルトレーションと呼ばれます。 TBF は廃水に「受動的曝気」を導入し、廃棄物をガスと清潔で肥沃で無臭のミミズ堆肥に変換します。 余分な水は TBF システムでろ過され、処理された廃水として既存の汚水溜めに入ります。 ハワイでの Tiger Biofilter の目標価格は、システムあたり約 5,000 ドル (設置費用を含む) で、従来の浄化槽の費用の約 12.5 ～ 25% です。
ハワイのTBF技術は、インドで成功したバーミフィルトレーション技術に基づいています。 TBF環境ソリューション インドでは、農村世帯向けの戸外トイレ、集合住宅向けの中規模システム、汚泥を汲み上げた堆肥化施設、大規模な都市下水処理施設など、さまざまなバーミフィルトレーション システムを設置しています。 「虎のトイレインドの田舎でよく知られている「」は、基本的に離れ家の一部として設置されたミミズ堆肥トイレです。 2023 年現在、タイガー トイレはインドで広く導入されており、インド政府はこれを家庭の衛生設備や大規模な下水および汚泥処理の承認済みオプションとして挙げています。 現在までに、TBF はインドに 4,000 を超えるタイガー トイレを設置しました。 また、20 日あたり 1,000 リットルから 1 日あたり XNUMX 万リットルの処理能力を持つ XNUMX を超える廃水処理プラントを設置しました。 さらに、TBF は、東アフリカのルワンダにバーミフィルターを備えた集中下水処理ユニットをいくつか設置しました。
インドの家庭用レベル (1,000 リットル/日) の TBF システム。 写真©アジートオーク
2020 年 XNUMX 月、ITT は家庭用トイレの廃水処理システムとして、ハワイ州マウイ島に初のバーミフィルトレーション システムを設置しました。 このパイロット設置では、家の XNUMX つのトイレからのパイプがバーミフィルター タンクにリダイレクトされました。 バーミフィルター タンクには、バイオメディア層にタイガー ワームが含まれており、余分な液体を排水するための砂利も含まれています。 廃水がこのタンクを通過し、固形廃棄物がトラワームによって消化された後、液体は植物床に排出され、そこでさらに水がろ過され、処理された水は既存の汚水溜に流れ込みます。
タイガーバイオフィルター一次処理槽（左）。 一次タンクを通過した水は、植物床フィルター（右）に流れて二次処理され、既存の汚水だめに流れ込みます。 写真 © ITT
ITT は、家庭雑排水と生下水の両方を処理する追加のパイロット プロジェクトをマウイ島クラに設置しました。 中水とトイレの下水を合わせたものは、下水のみのシステムよりも大量です。 したがって、この処理システムには、バーミフィルターにポンプで送られる前に廃水を保持する追加の収集タンクがあります。 廃水はゆっくりとバーミフィルターに流れ込み、過剰な液体でシステムが圧倒されるのを防ぎます。 下水がバーミフィルターを通過すると、次の図のように、ろ過のために追加の植物床を流れます。
すべての家庭用水 (トイレの水と雑排水) を処理する、マウイ島クラでの XNUMX 番目のパイロット設置。 写真©ITT
2022 年 11 月には、マウイ島マカワオに 2023 番目の ITT バイオフィルターが設置され、家庭からの雑排水のみが処理されます。 運用開始から最初の XNUMX か月間は、ミミズなしで、植えられた砂利床のみを使用して実験的に運用されました。 その後、XNUMX 年 XNUMX 月にタイガー ワームが導入され、最初の結果は、ワームの使用が治療効果を改善したことを示唆しています。
マウイ島マカワオにある中水バイオフィルター。 写真©ITT
それはどれほど成功しましたか？
マウイ島の家庭用パイロット設備は、2023 年以上にわたって正常に動作しています。 ほぼ毎週、ハワイ大学マウイ カレッジのスタッフは、ろ過システムを通過した後の水のサンプルを採取しています。 スタッフは大学の研究室でサンプルを分析し、結果を国立衛生財団 (NSF) のオンサイト下水処理システムの基準と比較します。 40 年の時点で、クラ (上記) の複合廃水バーミフィルトレーション システムは、NSF 245 および 40 オンサイト下水処理基準で指定された性能基準を満たしています。 NSF 245 および XNUMX は、オンサイト住宅廃水処理システムの最も認知され、受け入れられている規格です (NSF2023).
これらのシステムの大規模な実装に対するハワイ政府の承認を得るには、ハワイ DOH のガイドラインに従って、ハワイ大学マノア校の監督の下、オアフ島でテストを実施する必要があります。 ITT は、オアフ島のワヒアワ廃水処理プラントの認可試験場に、400 日あたり XNUMX ガロンの混合下水を処理するように設計されたバーミフィルターを設置しました。 システムはうまく機能していますが、排水の水質は現在、ハワイと同等の NSF 認証の許容範囲外です。 これは、下水処理場の廃水が広範囲に汲み上げられて運ばれ、有機固形物が小さな粒子に分解され、処理されずにバーミフィルターを通過したためと考えられます。 固形廃棄物はより無傷であり、バーミフィルターでろ過され、ワームによって消費されるため、家庭用スケールで設置されたバーミフィルターはこの問題に直面しません. ITT はテスト担当者と緊密に協力して、典型的な住宅での使用事例を代表する、より現実的な結果を提供できるさまざまなテスト オプションについて話し合っています。
学んだ教訓と提言
- 政府の規制当局と早期に連絡を取り、許可承認プロセスを理解してください。 規制状況と承認要件を理解することは、新しいテクノロジーを広く導入するための鍵です。 ハワイ州保健省およびその他のハワイ政府機関は、汚水溜めによる汚染が州内で深刻かつ広範囲に及ぶ問題であることを理解しており、別の解決策を探しています。 ただし、規制環境は複雑で、複数の意思決定者が存在するため、承認プロセスに慣れていない人にとっては混乱を招く可能性があります。 意思決定機関の主要な連絡先とつながることは、新しいテクノロジーの実装に非常に役立ちます。
- 可能であればパイロット プロジェクトを実施する. インドでの TBF 技術の広範な実施と、ハワイでのいくつかの異なるバーミフィルトレーション システムの成功した試験の両方が、適切な規模で実施された場合、この技術が廃水を処理し、廃水汚染を削減するのに効果的であることを示しています。
資金調達サマリー
マッケンジー・スコット
リード組織
インスティテュート フォー トランスフォーマティブ テクノロジーズ
