挑戦からチャンスへ：水処理業界の技術革新と構造再構築

挑戦からチャンスへ：水処理業界の技術革新と構造再構築

ガイド人

都市化が急速に進んでいる現在、水資源の不足と水汚染の問題は日増しに際立っているが、伝統的な市政と工業水処理方式は現在の需要を満たすことができなくなっているようだ。中国の市政水務と工業水処理分野は少なからぬ圧力に直面しているが、どのようにして限られた資源の下で生産力を高め、環境保護と資源利用の二重バランスを実現するのか。水処理業界の伝統的な考え方と技術は、すでに業界発展の足かせになっているのだろうか。同時に、スマートウォーターサービス、デジタル双子化、資源化回収などの技術が盛んになり、多くの都市や企業が大きな期待を寄せている。しかし、この道は平坦な道ではない。高揚した投資、評価しにくい実際の効果、さらには技術の適性の違いは、多くの企業を「革新」の波の前でさまよっている。

この水処理業界の変革の中で、どのような技術と戦略が実際に着地できるのだろうか。どのような経路が中国の水務業界の実際の需要に合っているのだろうか。12月5-6日の水業界国際カーニバル及び業界年度盛典は、水環境保護と持続可能な発展、新品質生産力市政水処理革新技術及び工業水処理技術年度進展の3つの議題を携えて、業界の苦境と技術機会を新たな視点から分析し、水処理業界の将来の道に具象的なソリューションと価値の導きを提供する。

　一、市政水処理の生産力革命：技術駆動から体系的なアップグレードまで

市政水処理業界において、「質を高めて効果を高める」ことは現在と未来の核心任務である。都市インフラの重要な構成部分として、市政の水処理は日増しに増加する汚水処理の需要を満たすだけでなく、資源回収、エネルギー節約の責任を負い、生態効果と経済効果のバランスをさらに促進しなければならない。以下に高効率水処理、資源化回収、エネルギー代替などの角度から、市政水処理システムがどのように生産力の向上を推進するかを深く分析し、中国水務業界の長期発展のために基礎を築いた。

1.高効率水処理技術の戦略的価値

中国の市政水処理業界は長い間、規模が大きく、エネルギー消費が高く、処理効果が制限されてきた挑戦を受けてきた。伝統的な水処理モデルは「基準達成排出」を主な目標としているが、近年、技術の突破は処理効率の向上を可能にし、業界にもより高い生産性をもたらしている。

膜バイオリアクター（MBR）を例に、この技術は国内で広く普及し、応用され、特に大都市の汚水処理においてより優れた除去効果と水質安定性を示した。2027年までに、市場規模は300億元を突破する見込みで、年平均複合成長率は約14.5%である。膜技術は限られた空間の中で処理能力を高めることができるだけでなく、汚泥の発生をある程度減少させ、水場全体の運行効率の向上に役立つ。同時に、データ駆動に基づくインテリジェント制御システムは水処理施設において徐々に応用され、システムはリアルタイムに水質処理過程中の各段階を制御することができ、運転エネルギー効率を最適化し、水工場を低いエネルギー消費の下で効率的で安定した処理効果を実現させることができる。このような知能制御のモデルは、技術面で水処理の精密化管理を高めただけでなく、戦略面から水務業界のデジタル化と自動化の転換を促進した。

2.資源化リサイクル技術の市場化応用

中国の市政水処理業界では、資源化回収の応用はまだ初歩的な探索段階にあるが、その見通しは広い。都市汚水には豊富な窒素、リンなどの再利用可能物質が含まれており、これらの資源の回収は水処理場に新たな付加価値機会をもたらしただけでなく、農業、工業などの分野に持続可能な資源支援を提供した。

ここ数年来、国内の一部地域の汚泥嫌気消化技術は大規模な応用を得て、嫌気発酵を通じて、汚泥はメタンガスに転化して、水場のためにエネルギーを供給して、甚だしきに至っては都市エネルギー供給システムに入ることができる。同時に、リン酸塩回収技術の中国の一部の下水処理場での応用も効果が現れ始め、特定の化学と生物過程を通じて、下水中のリンを抽出し、農業肥料の生産に用いることができるようになった。これらの技術の応用は市政汚水処理に付加価値ルートを提供するだけでなく、資源の緊張問題をある程度緩和し、市政水処理の戦略的地位を高めた。

3.代替エネルギー技術の中国市政水処理における応用の見通し

「二重炭素」目標の提出に伴い、中国の市政水処理業界はエネルギー代替技術の応用ペースを速め、エネルギー消費を低減し、炭素排出を削減した。汚泥嫌気消化はより代表的なエネルギー代替技術の一つとして、すでに国内の複数の省・市でプロジェクトの試行を実現した。嫌気消化により汚泥中の有機質が分解され、発生したメタンガスがエネルギー供給に使用され、汚泥処理の「廃棄物を宝に変える」ことを実現し、水場のエネルギー自給率を高めた。

嫌気消化のほか、下水熱エネルギー回収技術も近年、中国で徐々に普及している。下水管網に熱交換システムを設置することにより、下水中の熱を暖房や生活給湯に利用することができ、特に北方地区の冬季暖房に適している。この技術はエネルギー消費を低減するだけでなく、下水処理に新たな応用場面を開き、水場のエネルギー効率をさらに向上させた。代替エネルギー技術のさらなる成熟に伴い、中国の市政水処理業界は徐々に「水処理-エネルギー循環」一体化の運営モデルを構築し、低炭素、高効率の発展に向けて業界を前進させることが期待されている。

4.新品質生産力の未来：革新駆動の市政水処理システム

市政水処理の将来は、より効率的でインテリジェントで持続可能な生産性モデルを実現することにある。中国の市政水務業界は、資源循環、エネルギー自給と効率向上の総合目標を実現するために、新物質の生産性を高める過程で、技術と管理の面で系統的な革新を行う必要がある。重要なのはどのように高効率エネルギー処理技術、資源化回収と代替エネルギー技術を結合し、技術が先進的でコストが制御可能な総合処理システムを形成するかである。

戦略面から見ると、市政水処理の新質生産力の向上を推進するには、技術応用におけるコスト障壁と規模化普及の挑戦を克服する必要がある。例えば、膜バイオリアクター技術は汚水処理効率に顕著な優位性があるが、通常は長期的で高負荷の運営任務を担っており、長期的な運営維持コストは依然として大面積普及使用の阻害である。国産化と規模効果を通じて、このような効率的な処理技術のコストを下げ、全国的により普及性を持たせることが、次のステップの鍵である。

高効率エネルギー技術、資源回収と代替エネルギーの融合を通じて、中国の市政水処理業界は将来的に新しい生産力を徐々に実現する。これは業界の運営効果と環境効果を高めるだけでなく、生態文明建設と都市の持続可能な発展を推進するために堅固な基礎を提供した。

　　二、工業水処理の革新的な突破：高難廃水の技術的ボトルネックを解決する

中国の工業水処理分野では、水質が複雑で、処理が難しく、エネルギー消費が高いなどの問題が長期的に業界の発展を制約している。環境保護の要求の高まりに伴い、技術革新を通じて効率的な処理と資源化利用をどのように実現するかは、業界の発展を推進する鍵となっている。工業水処理分野の革新的な技術は、高難度廃水処理の難題を解決するのに役立つだけでなく、企業のコスト削減と効率化、グリーン転換の実現にも支持を提供した。技術の進歩に伴い、一連の新しい方法は、企業がこれらの「難病」をより効率的に処理すると同時に、コストを削減し、資源利用率を向上させるのに役立ちつつある。特殊廃水処理技術からインテリジェント化監視管理まで、工業水処理の突破の道が明らかになった。

1.「難病」の解決策：高効率廃水処理技術の進展

工業廃水は通常、高濃度の汚染物と難分解性有機物、例えば石化業界のフェノール系化合物、医薬業界の抗生物質発酵菌スラグなどを含み、このような廃水の処理は長期にわたり業界の難題である。この背景の下で、中国は次第に特殊高効率生分解技術、物理化学処理方法などの多種の技術を導入し、特殊工業廃水処理の需要に対応している。

例えば、嫌気性アンモニア酸化技術は高アンモニア窒素廃水の処理において高い応用可能性を示している。この技術は特定の菌種によって嫌気条件下でアンモニア窒素を分解することにより、外部エネルギーの消費を減少させるだけでなく、無害ガスを生成し、伝統的な化学処理法よりも環境保護で経済的である。この技術はすでに国内の複数の石化と製薬企業で使用されており、応用効果が顕著である。また、化学工業汚水によく見られるフェノール高濃度汚染は、近年も徐々に特殊生分解技術を用いて解決されており、例えば耐性の強い特殊微生物と新型生膜反応器は、生物技術手段を通じて高効率分解を実現し、安全排出基準を達成している。

2.インテリジェント化システム：リアルタイム監視と適応管理

工業廃水処理プロセスがますます複雑になるにつれて、リアルタイムモニタリングと動態調整処理プロセスは企業の処理効率向上の鍵となっている。近年、人工知能に基づく知能化モニタリングシステムは工業廃水処理分野で広く注目されており、モノのインターネットとセンサー技術を結合することにより、廃水処理過程のリアルタイムモニタリングを実現した。

例えば、廃水処理中の微生物群落の動態検査は水質変化の傾向を反映することができ、それによって企業が処理過程を制御するのを助けることができる。生化学処理中の微生物活性の変化に対して、知能システムはデータ分析を通じて投与量と処理温度を適時に調整し、廃水処理効果をより良いレベルに達することができる。この技術の普及は処理コストを削減し、処理効率を向上させるだけでなく、処理過程の自動化を実現し、人的依存を低減することができる。現在、冶金、製薬業界などの重汚染業界があり、AIに基づく知能制御システムを応用し、廃水処理をより効率的で環境に優しくし、貴重な実践経験を蓄積している。

3.汚水「特殊兵」：高塩廃水の処理に関する新たな考え方

高塩廃水は工業水処理におけるもう一つの大きな挑戦であり、特に石化、製薬などの業界では、廃水中の塩分含有量が高く、伝統的な生物処理法は効果を奏しにくいことが多い。そのため、一部の企業は低消費電力の電気化学的除塩技術を導入し、徐々に高塩廃水処理に突破口を見つけている。例えば、ある化学工業企業は化学除塩と超微細気泡技術を採用し、廃水中の高濃度塩分を分離するとともに、超微細気泡の高効率分解作用により汚染物の分解を加速させる。この処理フローは塩分を効果的に除去するだけでなく、エネルギー消費を著しく低減し、従来の蒸発法に比べて処理コストを40%以上低減した。

また、超微細気泡技術の導入により、廃水処理が大量のエネルギーに依存しなくなり、企業のランニングコストが削減された。この新技術の高塩廃水処理における革新は、より多くの企業に難題解決の希望を見せ、工業廃水処理のためにより経済的で効率的な経路を模索させた。

4.浄水の新トレンド：インテリジェント化から地域集積へのシステム化発展

現在の浄水技術は知能化、地域集積とシステム化の発展方向に向かって邁進しており、家庭の浄水の利便性と効能を高めている。インテリジェント化の面では、多くの浄水設備はリアルタイムモニタリングシステムを装備し、水質を自動的に測定し、必要に応じて濾過強度を調節し、水質の安定を確保するとともに、濾過コアのメンテナンスと交換の頻度を減らし、ユーザーの体験を向上させた。地域集積の上で、浙江を代表とする産業園は浄水器、フィルター、膜材料などの多種類の企業を集め、一体化したサプライチェーンを形成し、生産コストを下げるだけでなく、新製品の反復を加速させた。地域集積は技術協力と資源共有をさらに推進した。特に浙江省、広東省などでは、水処理設備メーカーと技術サプライヤーが集中し、資源を共有し、輸送コストを削減することで、地域集積化が企業のコスト効果の大幅な向上を支援している。システム化の発展は全室浄水方案に現れ、多種の浄化技術を総合し、飲用、入浴、清潔などの多種の用水シーンに多方面の水質保障を提供した。これらの傾向は家庭用水体験を最適化するだけでなく、省エネ・環境保護にも役立ち、浄水技術を現代生活に本格的に融合させる。

これらの最先端技術の普及・応用は、企業の廃水処理効率とコストの二重需要を満たすことができるだけでなく、業界の標準化と技術レベルの向上を推進することができる。ますます複雑になる工業廃水の排出情勢に直面して、どのように技術革新の基礎の上でコスト制御を行って、資源の利用率を高めて、業界の中でリードする企業の競争優位になります。

　　三、水環境保護と持続可能な発展のための道

中国の都市化プロセスの加速に伴い、市政水務システムの建設は基本的にストック段階に入った。どのように既存のシステム上で効率を高め、汚染を減らし、水資源の持続可能な利用を実現するかは、現在の市政水務と水環境保護分野の重要な課題となっている。スマート水務技術の急速な発展及びデジタル双晶化などの最先端技術の応用は、水務システムの品質向上、汚水回収再利用、雨水管理などの分野にかつてない機会をもたらした。以下の汚水の再生利用、知恵水務、靭性都市建設の3つの方面から、水環境保護における中国水務業界の持続可能な経路を分析した。

1.下水再生利用と水循環システムの最適化

中国の水資源不足を背景に、下水の再生利用は水資源の持続可能な管理を実現する重要な手段となっている。都市汚水は深さ処理を経た後、工業生産、景観灌漑、緑化などの多くの場面に使用でき、水資源の圧力を効果的に緩和できるだけでなく、汚水処理場に新たな業務モデルと経済効果の源を提供した。

ここ数年来、北京、上海、深センなどの都市はすでに徐々に汚水の再生利用を推進し、工業団地、生態湿地などの地域に再生水の支援を提供するために汚水再生水工場を設立した。この過程で、深度処理技術の向上は重要な役割を果たした。逆浸透膜処理、活性炭ろ過などの手段により、汚水中の微量汚染物がさらに除去され、再生水の安全性と適用性が確保される。また、再生水は都市管網を通じて各種需要点に輸送され、完全な都市水循環システムを形成することもできる。政策の整備と技術の成熟に伴い、汚水の再生利用は中国で都市水資源管理の重要な構成部分となり、節水型社会を構築する重要な一環となる。

2.インテリジェント水務とデジタル双子化技術の応用

インテリジェントな水務はモノのインターネット、ビッグデータ、人工知能などの技術に頼って、水務システムの全プロセスの監視と管理を実現することができて、システムの全体的な運行効率を高めました。知恵水務に基づいて、デジタル双生技術は伝統的な水務管理モデルをさらに突破し、真実水務システムと同期した仮想モデルを構築することによって、システムの予測性管理と最適化制御を実現した。

中国では、複数の都市がデジタル双晶技術の試験的応用を開始し、リアルタイムモニタリングとシミュレーション分析を結合し、水務システムは管網の圧力、管路の破損などの潜在的な危険を事前に判断し、未然に防止することができる。例えば、管網の老朽化が深刻な都市では、知恵水務システムはビッグデータ分析を通じて、管網の運行状況をリアルタイムに把握し、メンテナンス計画を事前に手配し、突発的な漏洩による経済と環境損失を防止することができる。また、デジタル双晶技術は水質モニタリング、流量予測などの一環に信頼性のあるサポートを提供し、水務管理者がシステム運行時に処理パラメータを調整し、水質の安定性を確保できるようにした。スマート水務とデジタル双晶技術の応用を通じて、中国の市政水務業界は精密化、スマート化の管理新時代に向かっている。

3.海綿都市と靭性都市の建設

気候変動と極端な天候増加の挑戦に直面して、中国の都市は頻繁な都市内冠水問題に対応するために、排水システムにより効率的な雨水管理戦略を組み込む必要がある。海綿都市は解決策の一つとして、自然の浸透、滞留、蓄積を通じて都市の雨水を管理し、地表の流出と冠水のリスクを減らし、それによって水資源の自然循環利用を実現することを目的としている。

複数の都市の試験地点の中で、海綿都市建設は浸透舗装、沈下式緑地、生態湿地などの施設を通じて、雨水に緩衝空間を提供し、もともと河道に直接排出されていた雨水の部分を滞留させ、都市用水の「自給自足」を実現した。このモデルは雨水管理コストを削減するだけでなく、雨水の収集と浄化を通じて、水資源の合理的な配置を実現した。同時に、靱性都市の理念は排水システムの適応性を強化することによって、極端な天気が来た時に都市に安定した排水能力を維持させる。ここ数年来、中国の大都市、例えば北京、上海は、すでに靱性都市の設計理念を採用し始め、水務システムの最適化と都市計画を結合し、極端な気候事件に対応する能力を高めた。

知恵水務、汚水再生利用と靭性都市の建設は、中国の水環境保護の3つの核心経路を構成している。知恵水務の普及に伴い、水務システムの効率的な管理と水資源の循環利用が徐々に実現している。将来の水環境保護は、従来の汚染対策から汚染防止、資源管理とシステム最適化を組み合わせたモデルに徐々に移行し、水源から水環境までの全プロセス管理を形成する。

この過程で、知恵水務システムは管理の効率と正確性を高めるだけでなく、水務業界の危機対応能力も強化した。同時に、汚水再生利用技術と海綿都市建設の普及は、中国の水資源の持続可能な発展により多元化されたソリューションを提供する。系統的な革新と実践を通じて、中国の水務業界は徐々に水環境保護の持続可能な経路を形成し、都市の総合的なリスク抵抗能力を高め、生態文明建設のために堅固な基礎を築いている。

　　おわりに

水処理業界の革新と変革の中で、私たちが本当に問い詰めなければならないのは、技術の価値とは何か。水処理は水の問題を解決するだけでなく、どのように有限資源を無尽蔵にするかを模索している。この変革は、技術は目的ではなく手段であり、企業が長期的な発展を図る礎であり、さらに人類と環境に奉仕する架け橋であることを示唆している。各技術の着地、各効率の向上の背後には、責任と利益、資源と成長の間により生命力のバランスのとれた道を見つける方法というビジネスの本質への対応がある。

これもなぜ業界の深い交流が特に重要に見えるのか--共同検討の中で、革新的な方向性を発見し、発展経験を吸収し、新たな協力のきっかけを形成する。2024年12月5日から6日まで、水業界国際カーニバル及び業界年度盛典が上海富悦大酒店で開催される。今回の盛会には、デュポン、コタイ、アイオスミス、ビンテル、威楽、米国ハイデ能、グランリッチ、博一、青島ハイアールシュトラウス、杭州水処理技術研究開発センターなど多くの企業が集まり、参加者は新技術とトレンドを深く理解するだけでなく、対面交流を通じて、協力と発展のより多くの可能性を探すことができる。

このような業界プラットフォームにおいて、思想の衝突、技術の交流と協力の検討は、いずれも水処理業界を新たな高さに踏み出すための重要な力となるだろう。業界の未来に関心を持つすべての同行者と盛会で会い、業界発展の新しい一章を共に書くことを期待している。

上海荷瑞展覧サービス（集団）有限公司（略称：荷瑞集団）

荷瑞グループは10年以上にわたって国内外の専門ブランド展覧会を企画、組織した経験を持つ主催機関として、職人精神を受け継ぎ、B 2 B分野に専念し、国際的な環境商業貿易プラットフォームの構築に力を入れている。

現在、ホリーグループは毎年国内外20以上の展覧会や業界活動を主催したり、参加したりしている。核心業務範囲は中国市場に立脚した浄水、環境保護水処理、膜と工業水処理、環境保護総合管理、流体機械、環境モニタリング、室内居住環境、快適システムと低炭素建築などの業界関連展覧会、海外協力展覧会プロジェクト及びB 2 B電子商取引を含む。