廃水のリサイクルにより干ばつを防ぐことができます

南カリフォルニアの水への膨大な渇きを解消することになると、解決策を求めて独自の下水道を模索する地方自治体が増えている。

深刻な干ばつに直面して、都市や水道局は現在、大規模な下水リサイクル施設、つまり現在海に流されている数十億ガロンの処理済み下水を浄化するシステムに多額の投資を行っている。

ロサンゼルス郡で現在開発中の大規模な水リサイクル計画の中には、カーソンにある共同水質汚染防止プラントの34億ドル規模のプラントと、オペレーション・ネクストが含まれる。これは、ロサンゼルス市上下水道局が約160億ドルをかけて浄化する計画である。ハイペリオン水再生プラントで処理された廃水は 100% 回収され、有効利用されます。

「私たちの本当の目標は、南カリフォルニアで最大の処理済み廃水を排出し、地下水補給のエンジンに変えることです」と南カリフォルニア首都圏水道区のブラッド・コフィー氏は語った。「それは、気候変動によって脅かされているカリフォルニアの大部分と西部の大部分の雪塊に依存する水循環を中断し、破壊する試みです。」

カリフォルニア

何年も前、科学者たちは気候変動がコロラド川の危機を引き起こすだろうと述べた。彼らの警告はほとんど聞き入れられなかったが、今ではその効果が現れている。

都市排水を再利用して貯水池、地下帯水層、さらには都市の水道に加えられるようにする取り組みは、州の最後の深刻な干ばつの間に始まりました。水道管理者らは、他の利点の中でも特に、廃水のリサイクルによって北カリフォルニアやコロラド川から輸入される水への地域の依存度が軽減されると述べている。

州全体での水リサイクルの可能性は膨大です。現在、カリフォルニア州の廃水のうちリサイクルされているのは 23% だけです。オークランドの水シンクタンクであるパシフィック研究所の報告書によると、ロサンゼルスと州の人口の半分を含む南海岸水文地域では、リサイクル率は29％とわずかに高い。

これにより、南海岸地域には年間110万エーカーフィート、つまり1日あたり約9億8,100万ガロンの未利用の廃水が残り、川の流れを維持するために必要な水や環境目的で排出される水を考慮すると、再利用できる可能性があると専門家は述べている。

しかし、大規模な水リサイクルプロジェクトの構築における主な障害は、下水道システムの組織化方法でした。

パシフィック研究所の研究部長ヘザー・クーリー氏は、「われわれは非常に高度に集中化されたシステムを構築しており、ワンススルー・システムのようなものである」と述べた。「私たちは流域の低い地点にリサイクル廃水処理施設を建てることがよくあります…そしてすべてのパイプはある意味そこに向けられています。」

気候と環境

繰り返される干ばつと気温の上昇により、カリフォルニアとアメリカ南西部の景観はすでに変化し始めていると研究者らは警告している。

しかし、政府機関は、廃水を処理して海に放出する代わりに、地下水の涵養や非飲料水としての再利用など、精製水をさまざまな場所にポンプで送り出すための新しいパイプと配送システムを検討する必要がある。

これはまた、さまざまなグループ間の協力が必要であることを強調していますが、これは現在のシステムにおける水の「断片化」とは相容れません。

「多くの場合、水道事業者と廃水事業者が存在し、それらは別のグループです」とクーリー氏は語った。「リサイクルされた廃水を利用している人々は、通常、地域社会に水を提供している人々ではありません。」

カーソンの共同水質汚染防止プラントは、1 日あたり 2 億 6,000 万ガロンの処理済み廃水を排出し、遠く離れたポモナからの下水を処理しています。これは、廃水と固形廃棄物の処理から生じるバイオガスのみを利用した効率的な操業です。余剰エネルギーは地域の電力網に販売されます。

現在、MWD はそこで 1 日あたり 50 万ガロンの実証施設を運営しています。最終的には、50万世帯以上に供給できる量の1日あたり1億5,000万ガロンの水を供給する本格的なプラントを稼働させたいと考えている。

コフィー氏によると、南ネバダ州とアリゾナ州中部の水道局は、南カリフォルニアでコロラド川の水への依存が減り、より多くの水が利用に残されることを期待して、進行中の環境計画プロセスに資金を提供しているという。連邦当局は、国内の2大貯水池であるミード湖とパウエル湖の水位が極めて低いため、この川に依存している西部各州に対し、取水量を大幅に削減するよう要請した。

2018年のコスト見積もりでは、本格的なプロジェクトの費用は34億ドルで、メンテナンスと運用に年間1億2,900万ドルが追加されることが判明しましたが、最新の見積もりではおそらくさらに高くなるでしょう。建設は2024年に開始され、2031年に終了し、翌年までに工場が稼働する予定だ。

ロサンゼルス市当局者によると、ハイペリオンに計画されている新しい廃水リサイクル施設は2035年までに稼働開始する予定だという。現在、ハイペリオンはサンタモニカ湾に放出するのに必要なレベルまで廃水を処理するだけです。しかし、この高度な浄水施設は、1 日あたり最大 2 億 3,000 万ガロンの水を飲み、処理できるほどきれいな水を生成します。

LA衛生環境担当最高執行責任者のトレイシー・ミナミデ氏は、「工場が非常に大きいため、大変な重労働だ」と語った。「それは大変な努力だ。」

しかし、ハイペリオンの改修に加えて、市は水を必要な場所に運ぶために新しいポンプ場、貯水施設、パイプ、その他の必要なインフラを建設する必要があります。

気候と環境

ロサンゼルス市は、地域の樹木大使や非営利団体のネットワークを活用して、十分なサービスを受けられていない地域の樹冠を強化しています。うまくいきますか？

これらの処理施設から出てくる水は非常にきれいなので、人々が飲むことができるようにミネラルを添加する必要があります。

精製プロセスには複数のステップが含まれます。

1 つ目はメンブレンバイオリアクタープロセスです。このプロセスでは、微生物が処理廃水中に残るアンモニアなどの有毒な窒素化合物を分解し、硝酸塩に変え、最終的には無害な窒素ガスに変えます。

次に、ストロー状の膜の束を砂粒の100分の1以下の穴でろ過します。逆浸透は、細菌、医薬品、塩などのすべての不純物の 99% 以上を除去します。

最後に、紫外線と酸化剤が「フリーラジカル」を生成し、それが飛び回って侵入してきたウイルスや化合物を破壊し、ナタのように切り裂きます。

これは、ピコリベラにあるアルバートロブレス水リサイクル環境学習センターで 2019 年から採用されているプロセスと同様です。（同センターでは限外濾過と呼ばれるプロセスが使用されていますが、カーソンとハイペリオンの工場では膜バイオリアクターシステムが使用されます。まだテスト中で、正式な承認を待っています。)

この施設はウィッティアとポモナの処理施設から水を取り入れており、1 日あたり 1,480 万ガロンの水を浄化できます。この施設は、ロサンゼルス郡南部の地下の帯水層の水利権を管理するあまり知られていない機関、南カリフォルニア水補給地区によって運営されています。

1962 年以来、WRD は地域の地下水供給を補充するために、リサイクル水と輸入水を混合して使用してきました。しかし、アルバート・ロブレス・センターの建設により、同庁は現在、同じ帯水層を補充するために100%リサイクル水を使用している。

現在、同庁は他の人々が水の自給自足を達成できるよう支援しようとしている。

彼らは、ハイペリオンから精製されたリサイクル水を地元の帯水層に供給する方法を検討するオペレーション・ネクスト・イニシアチブのため、ロサンゼルス市との共同マスタープランに取り組んでいる。

彼らはまた、カーソンの高度な浄水施設が稼働後に生成されるすべてのリサイクル水をどうするかを検討するために MWD と協力している。

WRDのゼネラルマネージャー補佐兼最高執行責任者であるロブ・ベステ氏は、最終的に何十億ガロンのリサイクル廃水が生成されることにより、まだ解決する必要がある多くの問題が生じると述べた。

「輸送手段にはどのような選択肢がありますか? どれくらいの大きさが必要ですか? どこに置きますか?」ベステは尋ねた。「そして、需要側も見なければなりません。特定の地域でどのくらいの水が必要か、どこに汲み上げて、システムのどこに入れることができるでしょうか?」