下水処理と廃棄物管理（一次〜三次処理・汚泥処分・一般廃棄物・医療廃棄物）

🧠 全体像：下水処理は、物理的に沈める（一次）→微生物に食べさせる（二次）→さらに仕上げる（三次tertiary三次（tertiary）tertiary（三次））の3段階で汚染を水から外す仕事で、外した汚れは汚泥という別の廃棄物になる。廃棄物管理は、発生源での分別から保管・収集運搬・中間処理・最終処分までをつなぐ流れで、優先順位は減らす→再使う→再生→熱回収→処分である。医療廃棄物は、そのうち15%ほどの有害な部分（感染性・鋭利sharp 鋭利（sharp）sharp（鋭利） 物・薬品・放射性）を、混ぜずに特別に扱う点が要になる。

下水処理

下水とは

日本の下水道法は、下水を「生活または事業（耕作を除く）に起因する廃水（汚水）または雨水」と定義する。下水道は、下水を排除する排水施設と、それに接続して処理する処理施設などの総体で、屎尿浄化槽は含まれない。下水を最終的に処理して河川・海へ放流する施設が終末処理場である¹。

3段階の処理

flowchart TD
    A["下水が流入"] --> B["前処理<br>スクリーンでごみを除き、沈砂池で砂を沈める"]
    B --> C["一次処理（最初<span class='jp-term jp-term-diagram' title='precipitation'>沈殿</span>池）<br>重い固形物が沈み、油脂や軽い固形物が浮く<br>沈んだ汚泥と浮いたスカムを取り除く"]
    C --> D["二次処理（生物処理）<br>曝気槽で、水中の微生物が溶けた有機物や<span class='jp-term jp-term-diagram' title='buoyancy'>浮遊</span>物を分解<br>最終<span class='jp-term jp-term-diagram' title='precipitation'>沈殿</span>池で微生物を水から分離"]
    D --> E["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='tertiary'>三次</span>処理（高度処理）<br>消毒・精密ろ過などでさらに浄化"]
    E --> F["河川・海へ放流、または再利用"]
    C --> G["汚泥"]
    D --> G
    G --> H["汚泥の消化<br>メタン（バイオガス）を回収"]
    H --> I["乾燥・仕上げ"]
    I --> J["処分：焼却・埋立・堆肥化・農業利用"]

💡 「二次処理は微生物の力」である。 活性汚泥のような生物処理は、水を殺菌しているのではなく、微生物に有機物を食べさせて除いている。病原体は二次処理でも一部は減るが、確実に減らして放流・再利用するには、三次tertiary 三次（tertiary）tertiary（三次） 処理の消毒やろ過などの仕上げが要る。汚泥を消化する工程でできるメタンは、エネルギーとして回収できる（バイオガス）。

日本の下水道：放流水の基準と普及率

日本では、下水道法施行令が終末処理場の放流水の水質の技術上の基準（雨水の影響の少ない時）を定める²。

💡 指標の読み方。 生物化学的酸素要求量 demand dose 要求量（demand dose） demand dose（要求量） は、微生物が水中の有機物を分解するときに使う酸素の量で、有機物による汚れの指標である。浮遊buoyancy 浮遊（buoyancy）buoyancy（浮遊） 物質量は水に浮いている固形物の量で、沈殿precipitation 沈殿（precipitation）precipitation（沈殿） （一次）と微生物の分離（二次）がうまく働いたかを映す。大腸菌数は糞便汚染と消毒の効きを見る項目で、授業が三次 tertiary 三次（tertiary） tertiary（三次） 処理に含めた消毒が、日本では公共下水道・流域下水道の放流水の基準として定められている。窒素・燐は放流先の富栄養化を防ぐ項目で、施行令の構造基準にも、窒素・燐を減らす処理方式（嫌気無酸素好気法・循環式硝化脱窒法など）が計画放流水質の区分ごとに挙がる²。

日本の汚水処理は下水道だけではない。令和7年度末の汚水処理人口普及率は94.0%で、内訳は、下水道が総人口の82.2%（1億141万人）、浄化槽が9.5%（1,171万人）、農業集落排水施設等が2.2%、コミュニティ・プラントが0.1%である。約740万人は、まだ汚水処理施設を利用できない³。浄化槽は下水道法の「下水道」に含まれない（上の定義）。

処理水の利用

十分きれいにした処理水は、放流のほかに、ゴルフ場・公園・緑地の灌漑、地下水の涵養、農業に使える。ただし、用途に応じた水質の確認が前提になる。

汚泥の処分

汚泥は、産業排水や下水の処理の後に残る半固形の物質である。主な処分は次の4つである。

⚠️ 汚泥は、水から外した汚染物質（重金属heavy metals重金属（heavy metals）heavy metals（重金属）・病原体）が濃縮した形で残る。農業利用や堆肥化では、その安全の確認が前提になる。処理方式別の割合は国によって大きく異なり、2000年代後半の欧州の統計では、処理の水準が国ごとにばらつき、汚泥は農業利用が主の国・焼却が主の国・埋立が主の国に分かれていた。

廃棄物管理

廃棄物の定義と日本の区分

廃棄物は、主製品（市場向けに作られたもの）ではなく、最初の使用者が自分の生産・加工・消費にもう用がなく、処分したいものである。日本の廃棄物処理法は、廃棄物をごみ・燃え殻・汚泥・廃油などの不要物のうち固形状または液状のもの（放射性物質とそれに汚染された物を除く）と定め、次のように区分する⁴。

責任の所在：事業者は、事業活動に伴って生じた廃棄物を自らの責任で適正に処理しなければならない⁴。家庭の日常生活に伴うごみの処理は市町村の責任で、事業活動に伴う廃棄物は排出事業者の責任である⁵。医療機関の廃棄物は事業活動に伴うもので、医療機関が排出事業者になる。

日本の現状（令和6年度）

💡 廃棄物の発生源を見ると、「都市ごみ」は全体のごく一部である。 欧州連合 association 連合（association） association（連合） の分類では、廃棄物の大半は建設・農林業・鉱業・製造業から出て、都市ごみは1割に満たない。家庭ごみを減らす運動に加えて、産業側の廃棄物の管理が全体を左右する。

家庭ごみの組成とリサイクルの余地

欧州の平均的な家庭ごみは、有機性（生ごみなど）が約55%、その他の雑多なもの（灰・砂・小石・掃き寄せなど）が約28%、プラスチックplastic プラスチック（plastic）plastic（プラスチック） とゴムが約7%、紙が約5%、金属が約2%、布・木・ガラスが各約1%である。有機性の約55%は堆肥化でき、紙・プラスチックplasticプラスチック（plastic）plastic（プラスチック）・金属・ガラスを合わせると、都市ごみの約7割はリサイクル（再資源化）または堆肥化が可能と読める。

処理の流れと優先順位

flowchart TD
    A["排出（発生源）"] --> B["分別"]
    B --> C["保管"]
    C --> D["収集運搬"]
    D --> E["中間処理<br>無害化・安全化・安定化"]
    E --> F["最終処分（実質的には埋立）"]
    E --> G["再生"]

廃棄物の処理は、発生してから最終的に処分されるまでの、分別・保管・収集運搬・再生・処分の一連の行為を指す。処分には、物理的・化学的・生物学的な方法で無害化する中間処理と、実質的に埋立を意味する最終処分がある⁵。

優先順位は、法律が次のように定める⁷。

環境負荷の低減に有効なら、この順序によらないこともありうる⁷。リサイクルは、資源の保全・エネルギーの節約・環境の保護（鉱石の採掘・精製purification精製（purification）purification（精製）・加工に伴う大気・水汚染の抑制）・埋立量の削減に役立つ。節約できるエネルギーは素材ごとに異なり、アルミニウムの再生のように大きなものがある。

焼却とダイオキシン

最終段階はリサイクル・焼却・埋立で、国ごとの割合は大きく異なる。ドイツ・オランダ・ベルギー・オーストリアのように埋立が1〜10%にまで減った国がある一方、ポーランド・ルーマニア・ギリシャ・キプロスのように埋立が8〜9割を占める国もある（年次不明の欧州の地図）。

焼却は減容と熱回収の利点がある一方、ダイオキシン類・フラン類を生みうる。管理されていない焼却炉は最悪の放出源になりうる⁸。性質と毒性、日本のダイオキシン類対策特別措置法（廃棄物焼却炉などの排出基準）は農薬pesticide (agricultural chemical) 農薬（pesticide (agricultural chemical)）pesticide (agricultural chemical)（農薬） と残留性有機汚染物質 persistent organic pollutant (POP)残留性有機汚染物質（persistent organic pollutant (POP)） persistent organic pollutant (POP)（残留性有機汚染物質）で扱う。

有害廃棄物の流れ

flowchart TD
    A["廃棄物"] --> B["一般の廃棄物"]
    A --> C["有害な廃棄物<br>感染性・毒性・放射性"]
    B --> D["一般の最終処分（埋立）"]
    B --> E["一般の焼却"]
    C --> F["特別な輸送と保管"]
    F --> G["感染性：消毒"]
    F --> H["毒性：化学的な中和"]
    F --> I["放射性：特別な処分"]
    G --> J["有害廃棄物の焼却、または一般の処分へ"]
    H --> K["有害廃棄物の焼却、または特別な処分"]

医療廃棄物

全体像と分類

医療行為で生じる廃棄物の約85%は一般の非有害廃棄物で、残る約15%が有害（感染性・化学的・放射性など）である⁹。有害な部分を一般ごみに混ぜない分別が、費用・安全の両面で最も効く。

WHOの区分（感染性・病理・鋭利sharp 鋭利（sharp）sharp（鋭利） 物・化学・医薬品と細胞毒性薬 cytotoxic drugs細胞毒性薬（cytotoxic drugs） cytotoxic drugs（細胞毒性薬）・放射性・一般）は、この表の分類を整理したものにあたる⁹。

日本の感染性廃棄物の判断

日本では、環境省のマニュアルが感染性廃棄物の判断基準を、形状→排出場所→感染症の種類の順に確かめる3段階で示す⁵。

flowchart TD
    A["廃棄物"] --> B{"STEP1 形状<br>血液等・病理廃棄物・病原体関連の試験検査に使ったもの・血液等が付着した<span class='jp-term jp-term-diagram' title='sharp'>鋭利</span>なもの"}
    B -->|"該当"| Z["感染性廃棄物"]
    B -->|"非該当"| C{"STEP2 排出場所<br>感染症病床・結核病床・手術室・緊急外来室・<span class='jp-term jp-term-diagram' title='intensive care unit (ICU)'>集中治療室</span>・検査室"}
    C -->|"該当"| Z
    C -->|"非該当"| D{"STEP3 感染症の種類<br>一類〜三類・新型インフルエンザ等・指定感染症・新感染症（四類・五類は医療器材等）"}
    D -->|"該当"| Z
    D -->|"非該当"| E["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='non-infectious'>非感染性</span>廃棄物<br>判断できなければ<span class='jp-term jp-term-diagram' title='medical doctor'>医師</span>・歯科<span class='jp-term jp-term-diagram' title='medical doctor'>医師</span>・獣<span class='jp-term jp-term-diagram' title='medical doctor'>医師</span>が判断"]

⚠️ 鋭利sharp 鋭利（sharp）sharp（鋭利） なものは、血液が付いていなくても、未使用でも、感染性廃棄物と同等に扱う。 針刺し事故needlestick injury 針刺し事故（needlestick injury）needlestick injury（針刺し事故） （物理的な危険）を防ぐためである。

分別・梱包・表示・処理

💡 消毒の基準が「肝炎ウイルスに有効な方法」なのは、B型肝炎ウイルスが消毒薬 disinfectant 消毒薬（disinfectant） disinfectant（消毒薬） に最も抵抗性の強い病原体の一つだからである。 それに効く方法なら、ほとんどの病原体が不活化されると考える。滅菌sterilization滅菌（sterilization）sterilization（滅菌）・消毒の原理は滅菌sterilization 滅菌（sterilization）sterilization（滅菌） の原理と実際と消毒の原理と実際が正本である。

区分ごとの処理の組合せ（例）

病院廃棄物の処理は、まず有害か非有害か、有害なら感染性（臨床廃棄物）か、それ以外の有害物かで分かれる。国や施設で手段が異なるので、例として示す。

⚠️ 授業資料との差：この組合せは一般的な例で、日本では前述のマニュアルに従う。たとえば感染性廃棄物は、感染性を失わせる中間処理（焼却・溶融・高圧蒸気滅菌 sterilization滅菌（sterilization） sterilization（滅菌）・乾熱dry heat 乾熱（dry heat）dry heat（乾熱） 滅菌 sterilization滅菌（sterilization） sterilization（滅菌）・消毒）を施設内で行うか、特別管理産業廃棄物の業者へ委託する。

医療廃棄物が問題になる理由と世界の状況

• 医療廃棄物の誤った処理は、針刺しなどの傷害と、焼却によるダイオキシン類・フランの発生につながる。安全でない注射は、2010年に新規のHIV感染約3万3,800件、B型肝炎約170万件、C型肝炎約31万5,000件と関連した⁹。
• 2021年に基本的な医療廃棄物のサービスをもつ病院は61%にとどまった⁹。
• WHOは、有害な医療廃棄物について、廃棄物の量の削減と分別の改善を進め、焼却よりも環境上適切な処理を優先し、資源があれば高圧蒸気滅菌 sterilization 滅菌（sterilization） sterilization（滅菌） やマイクロ波 microwaveマイクロ波（microwave） microwave（マイクロ波）のような代替法を考えるよう勧める⁹。

⚠️ 授業資料との差：医療廃棄物を「施設の敷地内の穴または灰だめの深い焼却炉で処分する」とする記載は、資源の限られた場所での最低限の方法にあたる。日本では、施設内の処理設備（焼却・溶融・滅菌sterilization滅菌（sterilization）sterilization（滅菌）・消毒）か、許可を受けた特別管理産業廃棄物の業者への委託と、マニフェスト等による追跡が基本である⁵。

発生量の目安（従来の推計）。資料に示された数字は、WHOの1990年代の推計に由来するとみられる旧い値で、出典の原典は確認できていない。所得・地域・施設の種類で発生量が大きく変わるという傾向だけを押さえる。

まとめ

• 下水処理は一次（沈降・浮上）→二次（微生物による分解）→三次 tertiary 三次（tertiary） tertiary（三次） （消毒など）。二次処理は微生物の力で、病原体は主に三次 tertiary 三次（tertiary） tertiary（三次） の消毒や沈殿 precipitation沈殿（precipitation） precipitation（沈殿）・ろ過で除く。残る汚泥は焼却・埋立・堆肥化・農業利用で処分するが、汚染物質が濃縮しているため安全の確認が要る。
• 廃棄物の優先順位は、発生抑制→再使用→再生利用→熱回収→処分。日本の令和6年度は、ごみ総排出量3,811万トン・839 g/人/日・リサイクル率19.3%。事業者の廃棄物は事業者の責任で、医療機関は排出事業者である。
• 医療廃棄物の約85%は一般の廃棄物で、約15%が有害。混ぜないこと（分別）が基本で、日本では形状・排出場所・感染症の種類で感染性を判断し、鋭利sharp 鋭利（sharp）sharp（鋭利） なものは感染性と同等に扱う。バイオハザード hazard (vs. risk) ハザード（hazard (vs. risk)） hazard (vs. risk)（ハザード） マークは鋭利sharp 鋭利（sharp）sharp（鋭利） ＝黄、液状＝赤、固形＝橙。処理は焼却・溶融・滅菌sterilization滅菌（sterilization）sterilization（滅菌）・消毒で、委託先は特別管理産業廃棄物の業者。
• 焼却はダイオキシン類を生みうるので、管理が要る。