バイオトイレは、便所の方式の一つ。好気性微生物の働きによって排泄物を分解・処理するトイレシステムである。水をまったく使わないか、使う場合であっても水洗トイレなどに比べて少量で済む。
英語では Composting toilet というのが一般的であり、日本では「バイオトイレ」のほかに「コンポストトイレ」「コンポスティングトイレ」とも呼ばれる。
概要
バイオトイレとは、水を一切使わずに排泄物を処理するトイレシステムであり、微生物の働きを利用して便や尿を自然分解することで、悪臭や衛生面の問題を抑えながら排泄物を処理できる。このような処理方式は「自然分解型」「好気性分解方式」などとも呼ばれ、土壌や堆肥化に近いプロセスを人工的に装置内で再現したものである。
水洗トイレが排泄物を水で流し、下水道を通じて下水処理施設に送る方式を採るのに対し、バイオトイレは排泄物をその場で分解し、水や下水を一切使わずに完結させる点が決定的な違いである。設置に際して配管工事を必要としないものが多く、場所を選ばず導入しやすい。また排水が発生しないため、周辺環境に汚水を流出させるリスクもない。
「水を使わないトイレ」として、NETIS（新技術情報提供システム）に登録された技術である（登録No.HK-040017）。
水資源の枯渇、環境汚染の防止、持続可能な社会への意識の高まり、災害時の断水対策といった複合的な背景から、バイオトイレへの社会的関心が高まっている。
利用
排泄物を木質材（オガクズ、ヤシ皮繊維、ピートモス、籾殻など）と混ぜ合わせることにより、好気性微生物による分解、水分吸収、悪臭の軽減を行う。多くの場合、バイオトイレにおける微生物の有機物分解は、低速分解・低温分解によって行われる。長期的な分解を行うため、二次的な便槽・貯蔵所に移しかえる方式もある。バイオトイレから取り出された残渣は、農業や園芸で堆肥（コンポスト）として使用できる。
水が使えない場所や、下水道設備がない場所に設置される。欧米諸国（スウェーデン、カナダ、アメリカ合衆国、イギリス）やオーストラリアにおける沿道施設や国定自然公園などで多く使われているほか、同じくスウェーデンやフィンランドなどにおける山村・農村の別荘で多く使われている。
日本を含むこうした先進国から、インフラストラクチャーの整備が遅れている発展途上国へ、バイオトイレやその技術が輸出・提供されることもある。
分解の仕組み
好気性分解と嫌気性分解
バイオトイレにおける微生物の分解プロセスには、主に好気性分解（こうきせいぶんかい）と嫌気性分解（けんきせいぶんかい）の2種類がある。
好気性分解は、酸素が存在する環境下で微生物が有機物を分解するプロセスである。この分解では二酸化炭素、水、熱が発生する。臭いの発生を抑え、比較的短時間で分解できる利点がある。バイオトイレの多くはこの方式を採用し、処理槽内の通気性を確保し撹拌によって酸素供給を維持することで微生物の活性を保っている。
嫌気性分解は、酸素が存在しない環境下で微生物が有機物を分解するプロセスである。この分解ではメタンガス、硫化水素、アンモニアなどが生成されるため、臭いが発生しやすいという特性がある。ただし、メタンガスをエネルギーとして利用できるという利点もある。
微生物の種類と役割
バイオトイレで使用される微生物は、主に以下の種類がある。
種類 役割 細菌 最も基本的な微生物で、有機物の分解に重要な役割を担う 糸状菌（カビ） 細菌では分解できない有機物を分解する 酵母 特定の有機物を分解し、発酵を促進する 原生動物 細菌や他の微生物を捕食し、生態系のバランスを保つ
おがくずとバイオチップの役割
分解槽内に敷き詰められるオガクズや木質チップは、吸水性と通気性に優れ、排泄物の水分を適度に吸収しながら空気を通す構造を維持する。乾燥しすぎると分解が進まず、湿気が多すぎると嫌気性菌が増えて悪臭の原因になるため、この素材の調整が処理性能の安定に直結する。
また、おがくずには微生物の住処となる無数の細かい空洞があり、この表面積の広さが微生物の定着を助ける。天然素材のため自然由来の消臭効果もあり、アンモニアや硫化水素などの不快な臭いを吸着・中和する作用が期待できる。
汚水を出さずに処理できる仕組み
排泄物は分解槽に投入されると、おがくずやバイオチップと混ざり合いながら微生物の働きによって分解される。この過程で発生する水分（主に尿由来）は、処理槽内で加温・送風されることで蒸発し、換気装置によって外部へ排出される。液体としての汚水は生成されず、自然界の水循環に戻される仕組みとなっている。
固形物についても高効率で分解が進み、最終的には微量の乾燥残渣として残るのみである。この残渣は堆肥化に近い性質を持ち、焼却処分や肥料原料としての再利用も可能である。
種類
バイオトイレは処理方式・構造・設置形態によっていくつかの種類に分類される。
処理方式による分類
コンポスト型（バイオ分解型）
コンポスト型は排泄物を木くずやオガクズなどの有機物と混ぜ合わせ、微生物の働きで堆肥化する方式である。水を使用しないため節水効果が高く、電源が不要なモデルも多い。構造が比較的シンプルで仮設現場やアウトドア施設に向いている。ただし処理能力には限界があり、堆肥の処理方法も考慮が必要である。
バイオ分解型は、微生物の働きを活性化させ分解と蒸発を同時に行う方式で、内部の撹拌装置・ヒーター・換気ファンなどを用いて排泄物を処理槽内で効率的に処理する。電源が必要となるケースが一般的であるが、処理能力や衛生性に優れており、工事現場や自治体の防災拠点にも多く導入されている。
活性汚泥型
活性汚泥と呼ばれる微生物の塊を利用して排泄物を分解する方式で、下水処理場と同じ原理を採用する。高い処理能力を持ち、大規模な施設にも対応可能である。水を使用し排水処理が必要となるが、短時間での分解が可能で臭いが少ない。
膜分離型
膜分離技術を利用して排泄物から水分を分離し、微生物の働きで分解する方式。省スペースで設置でき、高度な排水処理が可能である。初期コストは高いが、処理水質が高く多様な用途に対応できる。
その他の方式
ミミズの力を利用したミミズコンポストトイレ、光合成細菌を利用したトイレ、バイオフィルムと呼ばれる微生物の膜を利用したトイレなど、特定の環境や用途に特化した方式も存在する。
処理方式の比較
種類 水の使用 堆肥の生成 処理能力 主な特徴 コンポスト型 しない する 低〜中 節水効果が高い、電源不要モデルあり 活性汚泥型 する しない 高 短時間分解、大規模施設対応 膜分離型 する しない 中 コンパクト、高品質な排水処理 ミミズコンポスト型 しない する 低 自然な分解、堆肥の質が高い
設置形態による分類
ポータブルタイプは軽量で移動がしやすい構造で、主に仮設現場・短期間のイベント・災害時の緊急設置などに使われる。トラックで運び込んで即日使用できるものも多い。
据え置きタイプは恒常的な利用を前提としたモデルで、処理槽の容量が大きく、長期間にわたって安定稼働が求められる施設に適している。
災害用バイオトイレは、断水や停電の状態でも使用できるよう独立稼働型で設計されており、電源が不要なモデルも多い。可搬性にすぐれており、トラックなどで被災地に搬入しやすい。
構造
オガクズなどを便槽の中に詰め込んであり、排泄された糞尿をともに攪拌して好気性微生物を活発化させ、分解・堆肥化させる。電気ヒーターなどにより高温加熱する方式と加熱しない方式に大きく分けられるほか、糞尿をすべて一緒に処理する方式と、固形分（糞）と液体分（尿）を分けて処理する方式に分類できる。糞尿に含まれる水分は、蒸発により放出させるか、または別に分けて処理する。残った有機物を、オガクズ内に生息している好気性のバクテリアが分解する。最終的には、土化したオガクズと、再利用可能な堆肥を生成する。
処理機内のオガクズの量は、その処理能力によってさまざまであるが、1日当たり処理数×0.01m3程度が必要とされる。処理能力相応の使用状態におけるオガクズの寿命は6か月程度であるが、処理能力を上回る使用下での寿命は著しく低下する。
好気性微生物の活性化のためには便槽の撹拌が必要であり、手動ハンドルなどによって撹拌するものと、電気モーターで撹拌するものとに分類される。
バイオトイレの主要な構成要素は以下のとおりである。
構成要素 役割 便槽 排泄物を一時的に貯留する 分解槽 微生物が排泄物を分解する場所 微生物（菌床材） 排泄物を分解する役割を担う 攪拌機 分解槽内の排泄物を攪拌し、微生物の活動を促進する 通気装置 分解槽内に酸素を供給し、好気性分解を促進する 脱臭装置 臭いを抑制するための装置 排水処理装置 分解後の排水を処理する装置（排水を伴うタイプ）
原理的にはコンポスターと同様であるため、生ごみ処理機としても利用できる場合もある。故障防止のため、骨などの固形物を細かく砕かなければならない場合がある。このほか、ペット用や室内設置用の家具調、家畜用のバイオトイレもある。
特徴
水資源の節約
バイオトイレの最大の特徴は、排泄物の処理に水を必要としないことである。水洗トイレでは1回の使用ごとに約6〜13リットルの水を消費するが、バイオトイレでは水で流す必要がない。水道設備が整っていない地域や一時的に水の供給が止まっている環境でも使用できる。
設置の自由度
水洗式でないため、どのような場所にでも設置できる（加熱式の場合は電源が必要）。汲み取り作業を必要としないため、バキュームカーの立ち入れない場所への設置も可能である。配管工事が不要で、地盤改良が不要なケースも多く、文化財保護区域や自然保護区など土壌を掘削できないエリアにも導入しやすい。
臭気の抑制
バイオトイレでは微生物による分解そのものがある程度の消臭効果を持つ。分解が正常に機能していれば、アンモニアなどの悪臭成分は微生物の働きで分解・中和され、空気中に放出される臭いはごくわずかとなる。多くの製品では強制換気システムが導入されており、処理槽内部にファンを設置して空気を常に外部に排出する。排気口に活性炭フィルターや脱臭材フィルターを設置することで、外部に出る空気の臭気成分をろ過する構造になっている。
処理能力の目安
一般的なモデルは1日に約40回程度の使用頻度を処理できるように設計されている。環境省の環境技術実証事業では、自然地域トイレし尿処理技術分野において複数年にわたり実証試験が実施されている。
処理能力を超える使用が続くと微生物の活動が追いつかなくなり、処理槽内の環境が悪化する恐れがある。災害避難所やコンサートなどのイベント会場では使用回数が集中するため、複数台の導入が必要になる場合がある。
利用場所
離島・山間部・僻地
離島や山間部では上下水道の整備が行き届いていない場所が多く、バイオトイレは「インフラに依存しないトイレ設備」として評価されている。金時山（神奈川県・箱根足柄山地）の山頂をはじめ、バイオトイレを設置している山小屋が各地にある。排泄物を垂れ流すことも無いため、登山愛好者の排泄物問題解決の糸口としても注目されている。
建設現場・土木工事現場
建設現場やトンネル工事現場では、バイオトイレの導入が進んでいる。水を使用せず汲み取り不要なため、現場の衛生環境を保ちながら環境負荷を低減できる。
国土交通省は2016年（平成28年）8月に、建設現場における「快適トイレ」の標準仕様を公表し、同年10月1日以降に入札手続きを開始する土木工事に快適トイレの設置を原則化した。バイオトイレはこの快適トイレの要件を満たす製品として広く採用されており、同省が発注する建設現場において設置費用の補助が行われている。
太陽光発電施設・大規模農場
太陽光発電施設では広大な敷地に設置されるため、バイオトイレの導入が適している。水源が限られる場所でも水を使用せず汲み取り不要であるため、施設の運営において利便性が高い。大規模農場では多くの作業員が常駐するため、バイオトイレで生成された堆肥を農作物の肥料として再利用でき、資源の循環利用に貢献する。
自然公園・キャンプ場
自然公園やキャンプ場では自然環境との調和を重視したコンポスト型のバイオトイレが導入されることが多い。水を使わないため水源の保護に貢献し、景観を損ねることもない。また、バイオトイレで生成された堆肥は公園の緑化にも活用される。
災害避難所・仮設住宅
ライフラインが停止した災害時に、水洗トイレは使用不能になることが多い。バイオトイレは上下水道が使えない環境でも問題なく機能する設計となっており、電源が不要なモデルを選定することで被災直後からの利用に対応できる。全国の自治体では災害備蓄品としてバイオトイレを配備する動きが広がっている。
海外・発展途上国
インフラストラクチャーの整備が遅れている発展途上国へ、バイオトイレやその技術が輸出・提供される事例がある。下水処理施設が整っていない地域でも水を使わずに衛生的なトイレ環境を実現できる点が、発展途上国での普及を後押ししている。
SDGsとの関連
バイオトイレは持続可能な開発目標（SDGs）の達成に貢献する技術として位置づけられている。特に以下の目標との関連性が高い。
目標6（安全な水とトイレをみんなに） - 水資源の節約や、下水設備のない地域における衛生的なトイレ環境の実現に貢献する。 目標12（つくる責任、つかう責任） - 排泄物の堆肥化による資源の有効活用と廃棄物の削減に貢献する。 目標13（気候変動に具体的な対策を） - 大量の水や下水処理エネルギーを節減することでCO2排出量の削減に貢献する。
電力の使用
電気の使用については、以下の選択肢が考えられる。
ヒーター・モーターともに電力供給 攪拌用のモーターを駆動させる場合は、一時的ではあるが（数分間）数100Wの電力が必要である。また、水分を蒸発させるために電気式ヒーターで加熱する場合は、恒常的に数100W規模の電力が必要になる。この場合、太陽光発電や風力発電などの自家発電装置でまかなうことは、現実的にはほぼ不可能となる。 ヒーター電源のみ供給 攪拌は手回しや足漕ぎなどの人力で行い、加熱・保温用のヒーターは供給電力で作動させる場合。必要電力は数100Wとなる。モーターを駆動させる場合に比べれば必要電力は少ないが、太陽光や風力などの自家発電装置でまかなうことは難しい。 電源なし 撹拌を手回しや足漕ぎなどの人力でまかない、加熱も行なわずに自然の状態で分解・堆肥化を図る方法。好気性微生物を育てるための空気循環、および強制排気のためのファンは必要とされる。ファンの必要電力は一般的に数10Wであるので、小さな太陽光・風力などの簡易な発電設備があれば対応できる。
近年では太陽光発電システムと連携したバイオトイレも登場しており、環境負荷を低減しながら持続可能な運用が可能なモデルとして注目されている。
留意事項
バクテリアによる生分解に依存しているため、便座クリーナーや洗剤などの除菌作用のあるものは使用できない。攪拌スクリューやモーターの故障につながるため、硬い物・衣類などの投入も厳禁である。生理用品やおむつ、たばこの吸殻の投入も好ましくない。
長期的に使用しない場合は、ヒーターによるオガクズの過熱防止のため、電源を切る必要がある。温水洗浄便座は使用を禁止するものではないが、水分過多によるオガクズの処理能力低下が懸念されるため、推奨されない。
メンテナンス
オガクズなどを定期的に交換する必要がある。使用頻度や処理容量にもよるが、おおむね半年〜1年程度に1回の交換が目安とされている。オガクズの交換そのものには専門知識は不要であるが、モーターやスクリューなどの部品は変形や焼付などの場合は交換が必要となるため、専門の技術者を要する。
バイオトイレは遠隔地などに設置することが多いため、想定外のトラブルが多く、メンテナンスに手間とコストがかかる。そこで、バイオトイレに取り付けたデバイスから発信される情報をクラウド上で管理することで、使用状況をリアルタイムに監視し、適切なタイミングでメンテナンスするIoTの仕組みが開発されている。近年では、センサー制御型の換気装置や24時間連続稼働型の排気システムを備えるモデルも存在し、IOT機能によって使用回数・温度・湿度・ファンの稼働状況などを遠隔監視できる製品も登場している。
進化するバイオトイレ thumb|200px|バイオトイレでの温水洗浄便座使用例
原理
屎尿を発酵分解して処理するトイレとなれば、方式はさまざまに考えられる。バクテリアの種類、菌床の種類も一つではない。
処理能力の限界と対処
限られた処理槽の中では発酵分解できる量が微量であるため、連続して能力以上に使用すると分解しきれない汚泥が溜まって悪臭が発生し、菌床の交換を余儀なくされる状態になる。災害時やイベントなどで1日の使用限度を超えた使用を続けると、汲み取りが必要となる場合もある。
技術的改善の方向性
油成分まで分解できる好気性バクテリアを菌床に初期投入し、屎尿やトイレットペーパーの発酵分解を完全に行うことで、悪臭の発生と菌床交換の頻度を低減できるとされる。バクテリアの発酵分解には水分・酸素・温度のバランスが重要であり、最もネックになるのは水分の調節である。好気性バクテリアは水分の多い状態では分解力が低下するため、一定量を超えた水分は処理槽に流れないよう分離する設計が採られることがある。
エコロジカルサニテーション
屎尿を分離するには、専用のセパレート便器が必要である。
主要メーカーと製品
バイオトイレを提供している主なメーカーと製品の概要は以下のとおりである。
国内メーカー
メーカー（所在地） 主な製品 特徴 株式会社ミカサ（大分県）東日本販売総代理店：株式会社メイクリーン（神奈川県） バイオミカレット® 国土交通省「快適トイレ」基準適合製品。環境省環境技術実証事業に選定。処理能力に応じた複数機種があり、販売・レンタルのいずれかで導入できる。 正和電工株式会社（北海道） バイオラックス NETIS登録（HK-040017-VE）。水・特別な菌を使用しない。無電源タイプもある。 コトヒラ工業株式会社（長野県） 小型簡易設置型バイオトイレ シールドトンネル工事や高層ビル工事現場に対応。独自のコンピューター制御により臭気を抑制。 大央電設工業株式会社（長野県） バイオR21 処理能力の異なる複数機種を展開。1日最大100回処理に対応するモデルもある。 アイテックシステム株式会社 SMDバイオトイレ 自社培養微生物を混ぜたバイオチップを使用。 株式会社 瀧澤（三重県） （各種） —
海外メーカー
メーカー（国） 製品名 エンバイオレット sancor Co., Ltd.（カナダ） — サン-マー・コーポレーション SUN-MAR Co., Ltd.（カナダ） — スウェディッシュ・エコロジー（スウェーデン） — セパレッタ Separetta AB（スウェーデン） —
ギャラリー
脚注
関連項目 日本の便所 堆肥 コンポスター 持続可能な開発目標 NETIS
古来の日本の便器の床下にある肥桶に、悪臭防止に籾殻が投入されていた。