手洗いに使った水はほとんど汚染されていないものの、通常は排水溝に流されています。新たに開発されたシステムにより、手洗い水をリサイクルできるようになり、節水になるだけでなく、途上国における感染症の予防にも役立ちます。
WHOの統計によると、毎年約400万人が下痢性疾患や呼吸器感染症が原因で死亡しています。特に途上国では、これらの死亡の多くは衛生状態の悪さに起因しており、定期的な手洗いによって問題は大幅に軽減されるでしょう。しかし、安全な水を利用できない場所や、配管による水道が整備されていない場所で、どのようにそれを実現できるのでしょうか。
この課題に取り組んでいるのは、ETHチューリッヒのエーベルハルト・モルゲンロート教授（Eawagプロセス工学部門長）が率いる環境エンジニアのグループで、「Blue Diversion Autarky」プロジェクトの一環として研究を行っています。彼らは現在、シャワー、入浴、手洗いで排出される比較的清浄な排水であるグレイウォーター（灰色水）を、繰り返しリサイクルできるグリッドフリーの処理システムを開発しました。
モルゲンロート教授が指摘するように、グレイウォーターをその場で処理してトイレの洗浄に利用できる商用システムはすでに存在しますが、リサイクルされた水は他の用途に必要な品質基準を満たしていません。
細菌数はチューリッヒの水道水よりも少ない
これは、モルゲンロート教授のチームが過去7年間にわたり、微生物学者、社会科学者、都市計画者、産業デザイナーとの協力のもとに開発した水処理システムには当てはまりません。複数の処理段階を経て、グレイウォーターは臭いがなく無色になり、細菌数はチューリッヒの水道水よりも少なくなります。
このシステムの重要な構成要素は、病原体を捕捉する微細孔のプラスチック（限外ろ過）膜です。膜上に形成される微生物バイオフィルムが、排水中の糞便および尿由来の汚染物質を分解します。ただし、手洗い水中の栄養素濃度は比較的低いため、生物学的処理の性能は急速に低下します。チームが最近発表した研究では、同化可能有機炭素（AOC）の除去率は85％であることがわかりました。モルゲンロート教授が説明するように、解決策は単純ですが効果的です。「窒素やリンなどの栄養素を手洗い石けんに加えれば、細菌は非常に効果的に働き、除去率はほぼ100％に達します。」
限外ろ過の後、排水中に残る有機物のわずかな痕跡は活性炭フィルターによって除去されます。最終段階では、電解槽を用いて溶解した塩から塩素を生成し、保管中の水を消毒します。
列車のトイレにも適しています
このシステムは主に途上国地域での使用を想定して設計されていますが、モルゲンロート教授は、財政的な理由から、「途上国のためだけにこの種の手洗いステーションを製造することを、今日の企業に期待するのは非現実的です」と述べています。そのためチームは、例えば旅客列車のトイレなど、追加的な応用の可能性を模索しています。
「鉄道事業者や列車設備サプライヤーは、私たちが開発したこのシステムに非常に関心を寄せています」とモルゲンロート教授は語ります。同教授は、手洗い水を鉄道職員が絶えず補充する必要がなくなるため、この技術は経済的に魅力的だと考えています。また教授は、気候モデルが今後干ばつがより頻繁になることを示唆していることから、スイスをはじめ他の国々においても、水のリサイクルは遅かれ早かれ定着すると確信しています。「今後、清潔な飲料水をあらゆる用途に使う贅沢を、ますます多くの地域が維持できなくなるでしょう。」
チューリッヒの公園でのフィールドテストに成功
新しい水処理システムの機能は、今夏実施された2か月間のフィールドテストで実証されました。チューリッヒ市内で現在は共有の緑地として使われている旧ハルトゥルム・スタジアム（スタディオンブラッヘ）の跡地に、試作の手洗いシステムが設置されました。システムは一日に100人以上が利用することもありましたが、細菌やウイルスを含まない、清潔で臭いがなく無色の水が常に十分な量確保されていました。
次の2か月間のフィールドテストは、南アフリカのダーバンにある非公式居住地で実施される予定で、2019年1月にシステムが設置される予定です。研究者らは、この種の環境において、システムが長期間にわたってどの程度うまく機能するかを調査する予定です。
Blue Diversion Autarkyプロジェクトは、ビル＆メリンダ・ゲイツ財団の支援を受けています。本記事は、Eawagのニュースプラットフォームにも掲載されています。
