オムニプロセッサ

セネガルのダカールで糞便汚泥を処理するセドロン・テクノロジーズのオムニ・プロセッサー・パイロットプラント

オムニプロセッサとは、ビル＆メリンダ・ゲイツ財団[ 1 ]の水・衛生プログラムのスタッフによって2012年に造語された用語人為的に発生する排泄物から病原体を除去し、同時に商業的に価値のある副産物（例：エネルギー）を生み出すための、物理的、生物学的、または化学的処理を指します。排泄物から発生するガスを大気から分離し、回収した排泄物ガスを圧縮して燃料として利用します。オムニプロセッサは、開発途上国における人間の排泄物の回収と処理の安全でない方法を軽減します。この方法は、毎年150万人以上の子供の病気の蔓延と死につながっています。

オムニ プロセッサという用語は、商標でも特定のテクノロジーを指すものでもなく、燃焼、超臨界水酸化、熱分解などのさまざまなテクノロジーアプローチを使用して人間の排泄物を変換して価値を引き出すという同じ目的を念頭に設計された、自立型で独立して開発された一連のシステムを表す一般名です。

ここでの「オムニ」とは、オムニ プロセッサがさまざまな廃棄物ストリームまたは燃料源を処理できる能力を指します。

背景

オムニプロセッサーは、河川投棄などの不衛生な方法で処分される人間の排泄物を低コストで処理する方法を提供するために開発されました。

ビル＆メリンダ・ゲイツ財団は2012年以来、オムニプロセッサーの研究に資金を提供しています。オムニプロセッサーとは、汚泥（セプテージとも呼ばれる）を処理して病原体を除去すると同時に、エネルギーや土壌養分など商業価値のある副産物を抽出する様々な技術の総称です。 [ 1 ]後者は農業で再利用できます。オムニプロセッサー・プログラムは、オプションで汚泥処理と固形廃棄物処理を組み合わせることも可能な地域規模のソリューションを目指しており、財団のピット式トイレ空けプログラム（「オムニ・インジェスター」）および「トイレの再発明」プログラムを補完するものです。

課題

オムニプロセッサは、開発途上国向けのソリューションとしてターゲットとされているが、技術的および財政的な側面に関する課題が残っている。[ 2 ]オムニプロセッサとオムニインジェスターは、下水道ベースの技術の代替を提供するために設計されている。これらは、ピットがいっぱいになったときに排泄物汚泥を収集して処理するための支援インフラストラクチャがない既存の多数のピットトイレに対処することも目的としている。ピットトイレからの汚泥は、処理および処分のために、ポンプ（排泄物汚泥が十分に液体の場合）またはシャベルまたはその他のデバイスを使用した手動による排出（インドでは、この方法は手動清掃と呼ばれている）によってピットから除去する必要がある。新しい低コストのポンプが開発されているにもかかわらず、多くのアフリカとアジアの都市で現在安全に抽出および処理されている汚泥のごく一部である。[ 2 ] [ 3 ]

例

バイオマスコントロールPBC

バイオマス コントロールズ PBC は米国デラウェア州の公益法人で、2014 年に Climate Foundation と提携してインドのニューデリーに最初のバイオジェニック リファイナリー (OP) プロトタイプを納入しました。このシステムは 100 人から 10,000 人の人口の下水処理場のない衛生用水を処理するように設計されました。このプロトタイプはビル & メリンダ ゲイツ財団の資金提供を受けました。2016 年にはアラスカ州キバリナにバイオジェニック リファイナリーが納入され、アラスカ上下水道チャレンジの一環として尿転換乾式トイレ(UDDT)の処理に使用されました。 [ 4 ] 2017 年には 3 つのシステムがインドに出荷され、Tide Technocrats と提携してワイ、ワランガル、ナルサプール の各都市に設置されました。 2018年には、ビル＆メリンダ・ゲイツ財団が中国・北京で開催した「トイレ改革」イベントにおいて、排泄汚泥の処理から得られる熱エネルギーから発電（ mCHP ）できるプロトタイプが披露されました。[ 5 ] 2019年には、酪農場に牛糞から分離された固形物を処理するシステムが設置されました。このシステムは、固形物の体積を90%以上削減し、バイオ炭を生成すると同時に、温室効果ガス排出量を大幅に削減することを実証しました。

セドロンテクノロジーズ

セドロン・テクノロジーズ米国本社のオムニプロセッサー（燃焼式下水汚泥処理システム）

米国に拠点を置くセドロン・テクノロジーズ（旧ジャニッキ・バイオエナジー）は、2014年に燃焼を利用したプロトタイプを発表しました。同社のプロセスは、下水汚泥から飲料水と電気エネルギーを最終生成物として生産する下水汚泥処理システムです。[ 6 ]セドロン・テクノロジーズが製造したこの概念実証モデルは、ビル＆メリンダ・ゲイツ財団の資金提供を受けました。S100プロトタイプモデルは、1日あたり10,800リットルの飲料水と100kWの正味出力の電力を生産できます。開発中の大型モデルであるS200は、10万人分の廃棄物を処理し、1日あたり86,000リットルの飲料水と250kWの正味出力の電力を生産できるように設計されています。これらのシステムは、「自立型バイオエネルギー」プロセスを提供するように設計されています。[ 7 ] [ 8 ]

処理プロセスでは、まず下水汚泥を煮沸（または加熱乾燥）し、その際に水蒸気を蒸発させて回収します。残った乾燥汚泥は、ボイラーを加熱するための燃料として燃焼されます。このボイラーは、煮沸プロセスに必要な蒸気と熱を発生させます。この蒸気は、電力を生成するために利用されます。この電力の一部は、最終的な逆浸透浄水処理段階で安全な飲料水を生成するために使用されるほか、補助ポンプ、ファン、モーターの動力源としても使用されます。このプロセスでは、生成された固形燃料をすぐに使用するため、最終製品として固形燃料製品が生成されることはありません。

セドロン・テクノロジーズのオムニプロセッサのパイロットプロジェクトは2015年にセネガルのダカールに設置され、現在では5万人から10万人の糞便汚泥を処理できるようになっている。[ 9 ]

気候財団

米国に拠点を置くNGO「気候財団」はスタンフォード大学と共同で、人間の排泄物を処理して農業用土壌改良剤として使用できるバイオ炭に変えるパイロット規模の反応炉をいくつか建設した。[ 10 ]

デューク大学と374Water

米国デューク大学における超臨界酸化による糞便汚泥処理のためのオムニプロセッサの試験運用

米国のデューク大学の科学者たちは、20フィートの輸送コンテナに収まる、約1000人分の排泄物を新しい超臨界水酸化（SCWO）プロセスで処理するパイロット排泄物汚泥処理装置を開発し、試験しています。[ 11 ] SCWO技術は、あらゆる種類の有機廃棄物（排泄物、食品廃棄物、紙、プラスチックなど）をエネルギーときれいな水に変換することができます。[ 12 ]

廃棄物（汚泥）は、水の臨界点（374℃、221バール）を超える温度と圧力で空気と反応し、すべての有機物を数秒できれいな水と二酸化炭素に変換します。副産物として、蒸留水、肥料として利用可能な懸濁無機ミネラルを含むきれいな水が生成されます。この装置は、処理された廃棄物1トンあたり900リットル以上の水を生成し、この水はさらに飲料水に加工することができます。

連続プロセスは廃棄物に埋め込まれたエネルギーを利用するため、オフグリッドでの運用が可能になります。374Waterはデューク大学からスピンオフした企業で、SCWO技術の商業化を目指しています。[ 13 ]

ユニリーバ

英国のユニリーバ社は、2000人以上の人々を対象に熱分解法による糞便汚泥処理装置を開発している。 [ 14 ]

排泄物汚泥処理のためのオムニプロセッサ構想は、便槽式トイレの排水処理を改善する新技術開発（ゲイツ財団は「オムニインジェスター」[ 15 ]と呼んでいる）と「トイレ改革チャレンジ」によって補完されている。後者は、衛生的な独立型トイレを開発するための長期的な研究開発プロジェクトであり、「水洗トイレの改革」に焦点を当てている。目標は、人間の排泄物から病原体を除去するだけでなく、エネルギー、きれいな水、栄養素などの資源を回収する（排泄物の再利用とも呼ばれる概念）トイレの開発である。このトイレは、水道、下水道、電気網に接続することなく「オフグリッド」で稼働する。最終的には、1人1日あたり5セント未満のコストで済むはずである。[ 16 ]

社会と文化

メディアの注目

2014年後半の宣伝活動で、ビル・ゲイツはセドロン・テクノロジーズのオムニプロセッサシステムで生成された水を飲み、メディアの注目を集めました。[ 7 ] 2015年初頭、ゲイツはジミー・ファロンのレイト・ナイトに出演し、ファロンにこの「オムニプロセッサ」で生成された水とボトル入りの水の味の違いを味見できるか挑戦しました。[ 17 ]

このプロジェクトは、Netflix のドキュメンタリー ミニシリーズ「Inside Bill's Brain: Decoding Bill Gates」で取り上げられました。

参考文献

  1. ^ a b Kuchenrither, RD, Stone, L., Haug, RT (2012), Omni-Processor Landscaping Project . ビル＆メリンダ・ゲイツ財団の委託を受けたWERF（水環境研究財団）によるコンサルティング報告書（シアトル、米国）
  2. ^ a b「ゲイツは排泄物から作られた水を飲む ― あなたもそうするべき！」ウォーターエイドUKレミ・カウプ 2015年1月9日。 2015年1月13日閲覧。
  3. ^ 「衛生サービス提供における欠落したリンク：12都市における糞便汚泥管理のレビュー」（PDF）。WSP。2014年4月。
  4. ^ 「アラスカ州上下水道チャレンジ（AWSC）」dec.alaska.gov。2020年12月30日閲覧。
  5. ^ 「トイレを再発明しよう」 www.gatesfoundation.org 2001年1月1日2020年12月30日閲覧。
  6. ^ 「Omni Processor - S100」。Sedron Technologies。2015年1月9日時点のオリジナルよりアーカイブ。2015年5月8日閲覧。
  7. ^ a b「BBCニュース記事「ビル・ゲイツが人間の糞便から蒸留した水を飲む」」. 2015年1月11日閲覧。
  8. ^ 「うんちからポータブルへ。この独創的な機械が排泄物を飲料水に変える」 gatesnotes 、ビル・ゲイツのブログ。2015年1月5日。 2015年1月13日閲覧。
  9. ^ 「糞を利益に変える企業」 BBCニュースビジネスセクション、2016年11月16日。 2016年11月17日閲覧。
  10. ^ 「ケニアのコミュニティ規模施設における熱分解を利用した人糞尿のバイオ炭への変換 - 研究助成金の成果に関する各種文書」 www.susana.org . Sustainable Sanitation Alliance（図書館）2014年. 2015年6月26日閲覧。
  11. ^ Deshusses, M. (2013).超臨界酸化による近隣規模の糞便汚泥処理- 研究助成金の成果に関する各種文書. デューク大学、ノースカロライナ州ダーラム、米国
  12. ^ 「Current Progress – Community Treatment | Sanitation Solutions」 . sanitation.pratt.duke.edu . 2020年2月16日閲覧。
  13. ^ 「デューク大学のスタートアップ企業が糞便汚泥をきれいな再利用可能な水に変換」デューク土木環境工学誌、2018年10月26日。 2020年2月16日閲覧。
  14. ^ 「大谷プロジェクト - 地域廃棄物処理」ユニリーバ、英国。 2015年5月8日閲覧。
  15. ^ Frederick, R., Gurski, T. (2012). Synapse Dewatering Investigation Report - Omni-Ingestor Phase 2, Milestone 1.ビル＆メリンダ・ゲイツ財団（米国シアトル）の委託を受け、Synapse（米国）が作成したコンサルティング報告書
  16. ^ Radke, N., Spuhler, D. (2013)ビル＆メリンダ・ゲイツ財団による水・衛生・衛生関連助成金の条件概要
  17. ^ 「ビル・ゲイツとジミーがうんち水を飲む」ジミー・ファロン主演のトゥナイト・ショーのYouTubeチャンネル。2015年1月22日。
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