オムニプロセッサ

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年に作られた造語で、人間が生成した排泄物の汚泥から病原体を除去するためのさまざまな物理的、生物学的、化学的処理を説明すると同時に、商業的に価値のある副産物（エネルギーなど）を生み出すものです。排泄物からの空気は通常の空気から分離され、その後、排泄物から集められたこれらの空気は（LPGのように）圧縮され、燃料として使用されます。オムニプロセッサは、発展途上国における人間の排泄物の捕獲と処理の危険な方法を軽減します。この方法は、毎年病気の蔓延と150万人以上の子供の死につながっています。

オムニプロセッサという用語は、商標でも特定の技術を指す言葉でもなく、燃焼、超臨界水酸化、熱分解などのさまざまな技術的アプローチを使用して、人間の排泄物から価値を変換して抽出するという同じ目的を念頭に置いて設計された、自立型で独立して開発された一連のシステムを指す一般的な用語です。

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。

2012 年以来、ビル & メリンダ ゲイツ財団はオムニ プロセッサの研究に資金提供してきました。オムニ プロセッサとは、汚泥 (セプテージとも呼ばれる) を処理して病原菌を除去し、同時にエネルギーや土壌栄養素など商業価値のある副産物を抽出するさまざまなタイプの技術です。 ^[1]後者は農業で再利用できます。オプションで汚泥と固形廃棄物処理を組み合わせることができるコミュニティ規模のソリューションを目標とするオムニ プロセッサ プログラムは、財団のピット式トイレの空にするプログラム (「オムニ インジェスター」) と「トイレの再発明」プログラムを補完します。

オムニプロセッサは、発展途上国向けのソリューションとしてターゲットにされているが、技術的および財政的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、}下水道システムベースの技術の代替手段を提供するために設計されている。これらは、ピットが満杯になったときに糞便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式トイレに対処することも目的としている。ピット式トイレの汚泥は、処理および処分のためにピットから取り除く必要があり、ポンプで汲み上げるか（糞便汚泥が十分に液体である場合）、またはシャベルなどのデバイスを使用して手動で空にする必要があります（インドでは、この方法は手動清掃と呼ばれます）。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はごくわずかです。^{[2] [3]}

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年にクライメート財団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た。このシステムは、100人から1万人の人口の下水道のない衛生処理用に設計された。プロトタイプはビル＆メリンダ・ゲイツ財団によって資金提供された。2016年には、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）の処理用に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た。 ^[4] 2017年には、タイドテクノクラッツと提携して3つのシステムがインドに出荷され、ワイ、ワランガル、ナルサプールの各都市に設置された。 2018年には、北京で開催されたビル＆メリンダ・ゲイツ財団のトイレ改革イベントで、排泄物汚泥の処理から生じ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、バイオ炭を生成しながら、温室効果ガスの排出量 を大幅に削減することを実証しました。

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製品として生産する下水汚泥処理システムである。^[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の正味電力を生産できる。開発中のより大型のモデルであるS200は、10万人の廃棄物を処理し、1日あたり86,000リットルの飲料水と250kWの正味出力電力を生産するように設計されている。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る。^{[7] [8]}

処理プロセスでは、まず下水汚泥を沸騰（または熱乾燥）し、その間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、沸騰プロセスに必要な蒸気と熱を生成します。次に、蒸気を使用して電気エネルギーを生成します。この電気エネルギーの一部は、安全な飲料水を生成するための最終的な逆浸透浄水段階で使用され、補助ポンプ、ファン、モーターに電力を供給します。このプロセスでは、生成された固形燃料がすぐに使用されるため、最終製品として固形燃料製品が作ら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]

米国に拠点を置くNGO団体「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]

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、新しい超臨界水酸化（SCWO）プロセスを使用して約1000人の糞便を処理するパイロット糞便汚泥処理装置を開発し、テストしています。 ^[11] SCWO技術は、あらゆる種類の有機廃棄物（糞便、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できます。^[12]

廃棄物（汚泥）は、水の臨界点（374 °C、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 CO2 に変換します_。副産物には、肥料として利用できる浮遊無機ミネラルを含む蒸留水やきれいな水が含まれます。このユニットは、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、その水はさらに飲料水に加工できます。

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はデューク大学のスピンオフ企業であり、SCWO技術の商業化を目指しています。^[13]

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]

排泄物汚泥を処理するオムニ プロセッサ構想は、改良型便所排水技術の開発 (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研究開発である。「水洗トイレの改革」に焦点が当てられている。目標は、人間の排泄物から病原菌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) トイレを作ることである。このトイレは、水道、下水道、電気網に接続せずに「オフグリッド」で稼働する必要がある。最終的に、1 日 1 人あたり 5 セント未満のコストで済むはずである。^[16]

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た。^[7] 2015年初頭、ゲイツはレイト・ナイト・ウィズ・ジミー・ファロンに出演し、ファロンにこの特定の「オムニ・プロセッサ」で生成された水とボトル入りの水の違いを味見できるか挑戦した。^[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。

• ビル＆メリンダ・ゲイツ財団の水・衛生・衛生プログラム