廃棄物管理
廃棄物管理 （または廃棄物処理 ）とは、廃棄物を最初から最終処分まで管理するために必要な活動と行動です。これには、廃棄物の収集、輸送、処理、廃棄、および廃棄物管理プロセスの監視と規制が含まれます。
廃棄物は、固体、液体、または気体である可能性があり、種類ごとに異なる処分方法と管理方法があります。廃棄物管理は、産業廃棄物、生物廃棄物、家庭廃棄物を含むあらゆる種類の廃棄物を扱います。場合によっては、廃棄物が人間の健康を脅かす可能性があります。廃棄物は、人間の活動、たとえば原材料の抽出と処理によって生成されます。廃棄物管理は、廃棄物が人間の健康、環境、または美学に及ぼす悪影響を減らすことを目的としています。
廃棄物管理の慣行は、国（先進国と発展途上国）間で均一ではありません。地域（都市部および農村部）、住宅および産業部門はすべて異なるアプローチをとることができます。
廃棄物管理業務の大部分は、家庭、産業、および商業活動によって発生する廃棄物の大部分である都市固形廃棄物（MSW）を扱っています。
廃棄物管理の原則
廃棄物の階層
廃棄物階層とは、「3 R」の削減、再利用、リサイクルを指し、廃棄物の最小化という観点から、廃棄物管理戦略を分類します。廃棄物階層は、ほとんどの廃棄物最小化戦略の基礎です。廃棄物階層の目的は、製品から最大の実用的利益を引き出し、最小量の最終廃棄物を生成することです。参照：リソースの回復。廃棄物の階層はピラミッドとして表されます。基本的な前提は、ポリシーが廃棄物の発生を防ぐための対策を促進する必要があるからです。次のステップまたは優先アクションは、再利用などによって発生した廃棄物の代替用途を探すことです。次は、堆肥化を含むリサイクルです。このステップに続くのは、材料回収と廃棄物エネルギーです。最終措置は、廃棄物、埋め立て地、またはエネルギー回収なしの焼却です。この最後のステップは、防止、迂回、または回収されていない廃棄物の最終手段です。廃棄物階層は、廃棄物管理のピラミッドの連続した段階を通る製品または材料の進行を表します。階層は、各製品のライフサイクルの後半部分を表します。
製品のライフサイクル
ライフサイクルは設計から始まり、製造、流通、主な使用を経て、廃棄物階層の削減、再利用、リサイクルの各段階を進みます。ライフサイクルの各段階では、ポリシーの介入、製品の必要性の再考、廃棄の可能性を最小限に抑えるための再設計、その使用の拡大の機会が提供されます。製品ライフサイクル分析は、不必要な廃棄物の発生を回避することにより、世界の限られたリソースの使用を最適化する方法です。
資源効率
資源効率は、現在の生産と消費のパターンでは世界の経済成長と発展を維持できないという理解を反映しています。世界的に、人類は、地球が補充できるよりも多くの資源を抽出して財を生産しています。資源効率とは、最終的な原材料の抽出から最後の使用と廃棄まで、これらの商品の生産と消費による環境への影響を減らすことです。
汚染者負担の原則
汚染者負担の原則は、環境への影響に対して汚染者が支払うことを義務付けています。廃棄物管理に関しては、これは一般に、廃棄物発生者が回収不能な材料の適切な処分の費用を支払う必要があることを指します。
歴史
歴史の大部分を通して、人間が生成する廃棄物の量は、人口密度が低く、数十年前から産業だけでなく天然資源の搾取の社会レベルが低いため、重要ではありませんでした。近代以前に生産された一般的な廃棄物は、主に灰と人間の生分解性廃棄物であり、これらは環境への影響を最小限に抑えて、現地に放出されました。木や金属で作られた道具は、一般に再利用されるか、世代を超えて受け継がれました。
ただし、一部の文明は、他の文明よりも廃棄物の排出量が多いようです。特に、中央アメリカのマヤには月ごとに決まった儀式があり、村の人々が集まってゴミを大きなゴミ捨て場で燃やしていました。
近代
工業化の開始とイギリスの大人口センターの持続的な都市成長の後、都市での廃棄物の蓄積により、衛生レベルと一般的な都市生活の質が急速に悪化しました。廃棄物処理規制の欠如により、道路は汚物で詰まった。ロンドンのコービン・モリスが「...人々の健康を維持することが非常に重要であるため、その清掃はこの都市は統一された公共管理下に置かれるべきであり、すべての汚物は...テムズによって国の適切な距離まで運ばれるべきです」。
しかし、この問題に関する最初の法律が生まれたのは、ますます壊滅的なコレラの流行と公衆衛生の議論の出現に拍車がかかった19世紀半ばまでではありませんでした。この新しい焦点に大きな影響を与えたのは、1842年の社会改革者であるエドウィンチャドウィックの労働人口の衛生状態であり、彼は都市の人口の健康と福祉を改善するための適切な廃棄物除去と管理施設の重要性を主張しました。
英国では、1846年の迷惑除去および疾病防止法により、ロンドンでの規制廃棄物管理の提供プロセスが着実に進化し始めました。メトロポリタン委員会は、急速に拡大する都市の衛生規制を中央集権化した最初の都市全体の権威であり、1875年公衆衛生法により、すべての家庭が毎週の廃棄物を「移動可能な容器」に廃棄することが義務付けられました。 -置き場。
廃棄する廃棄物の劇的な増加は、最初の焼却プラント、または当時は「デストラクタ」と呼ばれていたものの作成につながりました。 1874年、最初の焼却炉は、Alloved Fryerの設計のために、Manlove、Alliott＆Co. Ltd.によってノッティンガムに建設されました。しかし、これらは、彼らが生成し、近隣地域に漂着した大量の灰のために反対に会った。
同様の廃棄物処理の自治体システムは、20世紀の変わり目にヨーロッパや北米の他の大都市で生まれました。 1895年、ニューヨーク市は公共部門のゴミ管理を行う最初の米国の都市になりました。
初期のガベージ除去トラックは、馬のチームによって牽引された単純なオープンボディのダンプトラックでした。 20世紀初頭に電動化され、1920年代にイギリスでダンピングレバーメカニズムを使用して臭気を除去する最初の密閉式ボディトラックが導入されました。これらはすぐに「ホッパーメカニズム」を装備し、スクーパーが床レベルで積み込まれ、機械的に持ち上げられてトラックに廃棄物が堆積しました。ガーウッドロードパッカーは、油圧コンパクターを組み込んだ1938年の最初のトラックです。
廃棄物の処理と輸送
廃棄物の収集方法は、国や地域によって大きく異なります。家庭ごみ収集サービスは、地方自治体当局、または産業および商業廃棄物のための民間企業によってしばしば提供されます。一部の地域、特に発展途上国の地域では、正式な廃棄物収集システムがありません。
廃棄物処理の実践
カーブサイド収集は、ほとんどのヨーロッパ諸国、カナダ、ニュージーランド、米国、および先進国のその他の多くの地域で最も一般的な廃棄方法であり、専門トラックによって定期的に廃棄物が収集されます。これは、多くの場合、縁石側の廃棄物の分別に関連しています。農村部では、廃棄物を移送ステーションに持ち込む必要がある場合があります。収集された廃棄物は、適切な廃棄施設に運ばれます。一部の地域では、家庭や商業施設から小口径のチューブに沿って真空で廃棄物を輸送する真空収集が使用されています。システムはヨーロッパと北米で使用されています。
一部の管轄区域では、分別されていない廃棄物は縁石側または廃棄物移送ステーションから収集され、リサイクル可能な廃棄物と使用できない廃棄物に分類されます。このようなシステムは、大量の固形廃棄物を分別し、リサイクル可能なものを回収し、残りをバイオガスと土壌改良剤に変えることができます。サンフランシスコでは、地方自治体が「2020年までに廃棄物をゼロにする」という目標を支援するために、 Mandatory Recycling and Composting Ordinanceを制定し、都市のすべての人がリサイクル可能な堆肥を埋め立て地に入れないよう要求しています。 3つの小川は、縁側の「ファンタスティック3」ビンシステムで回収されます。青はリサイクル可能、緑は堆肥化可能、黒は埋め立て廃棄物用です。居住者と企業に提供され、サンフランシスコの唯一のゴミ運搬業者であるRecologyがサービスを提供します。市の「Pay-as-You-Throw」システムは、埋め立て処分された材料の量で顧客に請求します。これは、リサイクル可能なものと堆肥を他の廃棄物から分離する金銭的インセンティブを提供します。市の環境省の廃棄物ゼロプログラムにより、市は80％の転換を達成しました。これは北米で最高の転換率です。廃棄物産業などの他のビジネスでは、さまざまな色を使用してゴミとリサイクル缶を区別しています。
財務モデル
ほとんどの先進国では、家庭廃棄物の処分は、収入または資産価値に関連する可能性のある国税または地方税から賄われています。商業および産業廃棄物の処分は、通常、商業サービスとして、多くの場合、処分費用を含む統合料金として請求されます。この慣行により、廃棄業者は、再利用やリサイクルなどの環境的に最適なソリューションではなく、埋め立てなどの最も安価な廃棄オプションを選択するよう奨励される場合があります。
台北などの一部の地域では、市政府は、家庭や産業で発生するごみの量を請求しています。廃棄物は、政府発行のゴミ袋に入れられた場合にのみ市議会によって収集されます。このポリシーにより、市が生成する廃棄物の量が削減され、リサイクル率が向上しました。
モロッコには、3億ドルの衛生埋立システムを導入することによるメリットもあります。費用のかかる投資のように見えるかもしれませんが、国の政府は、彼らがさらに440百万ドルの損害賠償、または廃棄物を適切に処分しなかった結果を救ったと予測しています。
廃棄方法
埋立
焼却
焼却は、固体有機廃棄物を燃焼させて残留物と気体製品に変換する廃棄方法です。この方法は、都市の固形廃棄物と廃水処理からの固形残留物の両方の廃棄に役立ちます。このプロセスにより、固形廃棄物の量が80〜95％削減されます。焼却およびその他の高温廃棄物処理システムは、「熱処理」と呼ばれることがあります。焼却炉は、廃棄物を熱、ガス、蒸気、および灰に変換します。
焼却は、個人による小規模と産業による大規模の両方で行われます。固体、液体、気体廃棄物の処理に使用されます。特定の有害廃棄物（生物学的医療廃棄物など）を処理する実用的な方法として認識されています。焼却は、ガス状汚染物質の排出などの問題により、物議を醸す廃棄物処理方法です。
焼却は、一般的に施設が埋め立て地ほどの面積を必要としないため、土地がより少ない日本のような国では一般的です。廃棄物からエネルギーへ（WtE）または廃棄物からのエネルギー（EfW）は、炉やボイラーで廃棄物を燃やし、熱、蒸気、または電気を生成する施設の広義の用語です。焼却炉での燃焼は必ずしも完全ではなく、焼却炉スタックからのガス状排出物の汚染物質に関する懸念がありました。特に懸念されるのは、ダイオキシン、フラン、PAHなどの非常に持続性のある有機化合物であり、これらは生成される可能性があり、環境に重大な影響を与える可能性があります。
リサイクル
リサイクルとは、空の飲料容器などの廃棄物の収集と再利用を指す資源回収の慣行です。アイテムの元となる材料は、新しい製品に再加工できます。リサイクル用の材料は、専用のビンと収集車両を使用して、一般廃棄物とは別に収集することができます。これは、カーブサイド収集と呼ばれる手順です。一部のコミュニティでは、廃棄物の所有者は、収集前に材料を異なるビン（紙、プラスチック、金属など）に分離する必要があります。他のコミュニティでは、すべてのリサイクル可能な材料が収集のために単一のビンに入れられ、ソートは後で中央施設で処理されます。後者の方法は、「単一ストリームのリサイクル」として知られています。
リサイクルされる最も一般的な消費者製品には、飲料缶などのアルミニウム、ワイヤーなどの銅、食品やエアゾール缶のスチール、古いスチール製の備品または機器、ゴム製タイヤ、ポリエチレンおよびペットボトル、ガラス瓶および瓶、板紙カートン、新聞、雑誌が含まれます軽い紙、段ボール箱。
PVC、LDPE、PP、およびPS（樹脂識別コードを参照）もリサイクル可能です。これらのアイテムは通常、単一のタイプの材料で構成されているため、比較的簡単に新しい製品にリサイクルできます。複雑な製品（コンピューターや電子機器など）のリサイクルは、追加の解体と分離が必要なため、より困難です。
リサイクルが許可されている材料の種類は、都市と国によって異なります。各都市および国では、さまざまな種類のリサイクル可能な材料を処理できるさまざまなリサイクルプログラムが実施されています。ただし、受け入れの一定の変動は、再処理された後の材料の再販価値に反映されます。 2017年7月、中国政府は、プラスチック、繊維、混合紙を含む24種類のリサイクル可能物質と固形廃棄物の輸入禁止を発表し、中国に直接または間接的に輸出した先進国に多大な影響を及ぼしました。
再利用
生物学的再処理
植物材料、生ごみ、紙製品などの自然の有機物である回収可能な材料は、有機物を分解するための堆肥化および消化プロセスによって回収できます。得られた有機材料は、農業または造園の目的でマルチまたは堆肥としてリサイクルされます。さらに、プロセスからの廃ガス（メタンなど）を捕捉し、電気と熱の生成（CHP /コジェネレーション）に使用して効率を最大化できます。廃棄物管理における生物学的処理の意図は、有機物の自然な分解プロセスを制御および加速することです。 （リソースの回復を参照）。
エネルギー回収
廃棄物からのエネルギー回収とは、燃焼、ガス化、熱分解、嫌気性消化、埋立地ガス回収などのさまざまなプロセスを通じて、リサイクルできない廃棄物を使用可能な熱、電気、または燃料に変換することです。このプロセスは、多くの場合、廃棄物エネルギーと呼ばれます。廃棄物からのエネルギー回収は、非有害廃棄物管理階層の一部です。エネルギー回収を使用してリサイクルできない廃棄物を電気と熱に変換し、再生可能エネルギー源を生成し、化石源からのエネルギーの必要性を相殺することで炭素排出量を削減し、埋め立て地からのメタン生成を削減します。世界的に、廃棄物からエネルギーへの変換は、廃棄物管理の16％を占めています。
廃棄物のエネルギー含有量は、直接燃焼燃料として使用することで直接利用することも、別のタイプの燃料に処理することで間接的に利用することもできます。熱処理は、廃棄物を調理または加熱の燃料源として使用し、ガス燃料（上記参照）を使用することから、ボイラーがタービンで蒸気と電気を生成するための燃料にまで及びます。熱分解とガス化は、廃棄物が高温に加熱され、酸素の利用が制限されている2つの関連する熱処理形態です。このプロセスは通常、高圧下の密閉容器内で行われます。固形廃棄物の熱分解により、材料は固体、液体、および気体製品に変換されます。液体とガスは燃焼してエネルギーを生成したり、他の化学製品に精製したりすることができます（化学精製所）。固体残渣（チャー）は、活性炭などの製品にさらに精製できます。ガス化と高度なプラズマアークガス化を使用して、有機材料を一酸化炭素と水素で構成される合成ガス（シンガス）に直接変換します。その後、ガスは燃焼して電気と蒸気を生成します。熱分解の代替法は、高温および高圧の超臨界水分解（熱水単相酸化）です。
熱分解
熱分解は、多くの種類の家庭および産業の残留物を回収燃料に変換するためによく使用されます。熱分解プロセスに投入されるさまざまなタイプの廃棄物入力（植物廃棄物、食品廃棄物、タイヤなど）は、化石燃料に代わる可能性があります。熱分解は、化学量論量の酸素が存在しない状態で、熱により有機材料を熱化学的に分解するプロセスです。分解によりさまざまな炭化水素ガスが生成されます。熱分解中、物体の分子は、分子が分解し始める程度まで高周波で振動します。熱分解の速度は温度とともに増加します。産業用途では、温度は430°C（800°F）を超えます。遅い熱分解により、ガスと固体の炭が生成されます。熱分解は、廃棄物のバイオマスを有用な液体燃料に変換する見込みがあります。廃木材とプラスチックの熱分解により、燃料が生成される可能性があります。熱分解で残った固形物には、ガスに変換されない金属、ガラス、砂、熱分解コークスが含まれています。焼却のプロセスと比較して、特定のタイプの熱分解プロセスは、アルカリ金属、硫黄、および塩素を含む有害性の低い副産物を放出します。ただし、一部の廃棄物の熱分解により、HClやSO2などの環境に影響を与えるガスが発生します。
資源回収
資源回収とは、特定の次の用途のために、廃棄を目的とした廃棄物の体系的な転換です。資源や資源を抽出または回収したり、エネルギーに変換したりするためのリサイクル可能物の処理です。これらのアクティビティは、リソース回復施設で実行されます。資源回収は環境的に重要であるだけでなく、費用対効果も高い。廃棄する廃棄物の量を減らし、埋め立て地のスペースを節約し、天然資源を節約します。
（廃棄物管理とは対照的な）資源回収では、LCA（ライフサイクル分析）を使用して、廃棄物管理の代替手段を提供します。混合MSW（都市固形廃棄物）については、多数の広範な研究により、管理、発生源の分離と収集に続いて、嫌気性消化による非有機画分のエネルギーと堆肥/肥料生産の再利用とリサイクルが行われていることが示されています優先パス。
資源リサイクルがどのように有益であるかの例として、捨てられる多くのアイテムには、回路基板のコンポーネントなど、利益を生み出すためにリサイクルできる金属が含まれています。パレットやその他の梱包材の木材チップは、園芸に役立つ製品にリサイクルできます。リサイクルされたチップは、通路、通路、または競技場の表面を覆うことができます。
合理的で一貫した廃棄物管理の実践により、次のようなさまざまなメリットが得られます。
- 経済的–資源の使用、処理、廃棄の手段を通じて経済効率を改善し、リサイクルの市場を創出することで、製品や材料の生産と消費の効率的な実践が可能になります。ビジネスチャンス。
- 社会–適切な廃棄物管理の実践により健康への悪影響を減らすことにより、結果として生じる結果は市民コミュニティにより魅力的です。より良い社会的優位性は、新たな雇用源につながり、特に発展途上の貧しい国や都市の一部でコミュニティを貧困から引き上げる可能性があります。
- 環境–資源抽出の削減、再利用、リサイクル、および最小化を通じて環境への悪影響を軽減または排除することで、空気と水の品質が向上し、温室効果ガスの削減に役立ちます。
- 世代間公平–効果的な廃棄物管理慣行に従うことで、後世に、より強固な経済、より公平でより包括的な社会、よりクリーンな環境を提供できます。
持続可能性
廃棄物の管理は、ISO14001認定を維持するビジネスの能力における重要な要素です。この規格は、企業が資源回収の実践を通じて廃棄物を排除することにより、毎年環境効率を改善することを奨励しています。これを行う1つの方法は、ガラス、生ごみ、紙と厚紙、ペットボトルと金属などの材料のリサイクルなどの資源回収方法を採用することです。リサイクル素材は、多くの場合、建設業界に販売できます。多くの無機廃棄物ストリームを使用して、建設用材料を生産できます。コンクリートとレンガは、人工砂利としてリサイクルできます。このトピックは、2015年6月にスペインで開催された国際WASCON会議の議題と、2016年10月12〜14日にイタリアで開催されたグリーンアーバニズムに関する国際会議についてでした。
廃液管理
下水汚泥
下水汚泥は、排水処理プロセスによって生成されます。急速な都市化により、都市下水の増加があり、その結果、1年あたりの人口当量あたり0.1〜30.8 kgの汚水が発生しました（kg / pe / year）。下水スラッジの一般的な処分方法は、焼却、堆肥化、埋め立てです。
回避および削減方法
廃棄物管理の重要な方法は、廃棄物削減とも呼ばれる廃棄物の生成を防ぐことです。回避方法には、中古製品の再利用、新しいものを購入する代わりに壊れたアイテムの修理、詰め替えまたは再利用可能な製品の設計（プラスチック製の買い物袋の代わりに綿など）、使い捨て製品（使い捨てカトラリーなど）の使用を避けるように消費者を促す）、缶や包装から食物/液体の残りを取り除き、同じ目的を達成するために使用する材料が少ない製品を設計します（たとえば、飲料缶の軽量化）。
国際廃棄物運動
特定の国内での廃棄物の輸送は国内規制の対象となりますが、廃棄物の国境を越えた移動は多くの場合国際条約の対象となります。世界の多くの国にとって大きな懸念は、有害廃棄物です。 172カ国で批准されたバーゼル条約は、先進国から低開発国への有害廃棄物の移動を非推奨にしています。バーゼル条約の規定は、EUの廃棄物輸送規制に統合されています。放射性廃棄物は、有害とみなされますが、バーゼル条約の管轄下にはありません。
発展途上国の課題
発展途上国の地域では、廃棄物収集サービスが使い果たされ、管理が不十分で管理されていないダンプサイトがしばしば発生します。問題は悪化しています。ガバナンスの問題は状況を複雑にします。これらの国と都市での廃棄物管理は、脆弱な機関、慢性的な資源不足、急速な都市化のために継続的な課題です。これらの課題はすべて、廃棄物管理の階層に寄与するさまざまな要因の理解の欠如とともに、廃棄物の処理に影響を与えます。
テクノロジーズ
従来、廃棄物管理業界は、RFID（Radio Frequency Identification）タグ、GPS、統合ソフトウェアパッケージなどの新技術を後から採用してきました。これにより、推定や手動データ入力を使用せずに高品質のデータを収集できます。
科学雑誌
この分野の関連科学雑誌には以下が含まれます。
- 環境および資源経済
- 環境モニタリングと評価
- 環境評価政策と管理のジャーナル
- 環境経済管理ジャーナル
