北九州市水道局殿向上向流式生物接触ろ過施設

一施設概要と水質改善効果‑
Upper

tyPe

counter‑f10W

0f

ammoniabi■o contact

nitrogen,mOldy

odor

tor Kitakyushu‑City

manganese

filter for remova1(環)環境本部技術部
中町眞

dissoIvedandWaterworks

美MamiNaka皿IaChi

西Bureau尾Hironobu

伸弘
Nishio(環)環境本部第2営業部
石丸豊

YutakaIshimam

生活排水による水質汚濁や湖沼における富栄養化などにより,水道原水のアンモニア怪童素や界面活性剤の上昇,カビ臭などの異臭味の発生や溶存マンガン濃度の上昇といった浄水障害が起こる場合がある｡これらの溶存物質を除去するには種々の方法があるが,新しい水処理方式として粒状活性炭をろ材とする上向流式生物接触ろ過法が有効である｡
本方式を導入している北九州市水道局の施設概要,運転状況および水質改善効果を報告する｡

Waterpollution

increasedammoniasucbofriversandtronbles托)r

SOurCenitrogen,anionicO切ectionable

taste

and

eutrophication

surねctantmoldy

odor.One

biologicalcontact租ter,having

brought

Ofanddissolveddue

toi姐ow

carbonpalatable

domesticof

puri石cation

manganese

solutionsactivatedsa氏r andponds

municlpalwater

ofthe

granularhas

Ofconventionalprocess

Water

ofplants

content,and

fbr removaloftbese

city waterastheincreasein

血egeneration

atlowerofsuch別ter
operatingof

tbe up一皿ow

contentsis

filtermedia.Addition

as

have

wastewater

abead

costsincludingcbemicalcost.

上向流式生物接触ろ過

ロpper

counter一皿OW

type

粒状

Gmnularactivatedcarbo皿

臭気

活性 炭物

質

moldy

contact丘1terodor

アンモニア性窒素

ammonia

溶存マ

dissoユved皿anganeSe

ンガン

bionitrogen

ラントにて開始された｡

ま えがき
北九州市水道局は,主要水源である遠賀川の水質その結果,上向流式生物接触ろ過法を導入すべく,悪化にともなうアンモニア性窒素や洛存マンガン濃実証実験を経て,北九州市水道局本城浄水場内に高度の上昇,藻類の繁殖による異臭味の発生,有機物度浄水施設を建設,2000年8月7日より供用を開始

濃度の上昇等に苦慮している｡そこで,水質改善効された｡

果･処理コスト･用地確保などを考慮しながら,この高度浄水施設の機械設備の建設を当社が担当

1987年度より種々の処理方法の調査,検討を実験プ
1わ乙4β肋.J(2〃α!/β)

し,2000年5月からの試運転を経て,現在,順調に神鋼パンテツク技報

βJ

処理目的を達成し｢安全でより良質な水道水+の供給をされている北九州市水道局殿に寄与することができた｡

本報では,この上向流式生物接触ろ過施設の特長･概要および運転状況について報告する｡

1.上向流式生物接触ろ過方式｢安全でおいしい水+への要求が高い中,本施設は,河川に存在する微生物の自然浄化作用を利用した生物接触ろ過方式を採用している｡これは,生物接触ろ過池内のろ材に微生物を付着繁殖させ,原水がろ過層を通過する際にろ材と接触することで,アンモニア性窒素,溶存マンガン,臭気物質,陰イオン界面活性剤などの溶解性物質を除去する方式であ

写真1

上向流式生物接触ろ過施設全景

PhotoIGeneralview(北九州市水道局 本城浄水場)

る｡

本施設では,微生物を付着繁殖するろ材として小of

upper凸ow

typebioconta⊂

丘1ter(比)叫yowaterpnrificationplant監itakyushlcitywaterworksbureau)

粒径の粒状活性炭をもちいている｡
通水方式は,水道原水を直接ろ過するため,ろ過池で一般的に実施されている下向流式では,原水中⑤濁質捕捉量が少ないため,損失水頭が少ない連載の濁質によりろ層表面が詰まりろ過閉塞を起こすたが可能となる｡洗浄までの水位の上昇が少なく催め,上向きにろ過する上向流方式である｡
さらに,生物接触ろ過池内に原水中の濁質が捕捉い水位差で運転できるため,自然流下方式が採月でき中間ポンプなどの機器が不要になる｡

されることを抑えるため,通水速度を大きくし,ろ⑥原水を直接生物処理することで,アンモニア性窒過層を膨張させた流動状態として運用している｡

この水道原水を対象とした上向流式生物接触ろ過方式の特長を次に示す｡

素などが生物酸化され前塩素や中間塩素処理で召人する塩素量の低減がえられる｡①流動床であるため,接触ろ過層全体を有効に利用⑦濁質捕捉を目的としていないため,処理水中に凝集の核となる物質が残留するので,後段の凝集焚でき,生物処理効率が良い｡②小粒径の活性炭を利用することで,ろ材の表面積理工程での凝集性能を悪化させない｡

が大きくとれ,生物の繁殖量が多く生物処理効果加えて,生物処理水の濁質は沈降性の良いものむ二を高められる｡

変質するため凝集･沈澱処理に対し良好な影響を③付加的な要素として,活性炭自体が付着した生物与えると思われる｡

2.施設概要により再生することが考えられるため,ろ材とし施設フロー図を図1に示したように,原水は生形ての効力が長期にわたり期待できる｡④上向流であるため,濁度が高い原水を速い通水速

接触ろ過施設で生物処理された後,既設の粉末活乍

度で接触ろ過できるので,施設の設置面積を少な

炭接触池を通過,混和池で薬品と十分に混和され六くできる｡

後,フロック形成池,薬品沈澱池を経て,急速ろ謎
Flocculationbasin

Raww

療Service
reSerVOlr噛Upperflowtype

PovderactivatedcarbonbiocontactfilterlI勺eCtion包cilities

Mixingbasin

Sedimentationbasin
Rapid丘1terbasin

図1施設フロー(北九州市水道局 本城浄水場)
water
Fjg.1FloⅥ′djagIa皿Of甘0叫opmri丘印tion
pla出足itakアロSllロCity
32

神鋼パンテツク技報

vaterworks

b町eaロ

lわJ.4β肋.J(2002/β

DischargetroughContactlayeT(GAC)
LowereqⅦpment

句転on伽wplpe
Inflowplpe

国2

Fig.2

上向流式生物接触ろ過施設

全体図

Structure

bioofupper

floⅥ′typecontact且1tration

facilities

池でろ過され浄水池へと送水される｡

b凸owCbannel

Out瓜owcbannel

も生物接触ろ過施設の全景を写真1に示した｡また,も施設の全体図を図2に,生物接触ろ過他の構造図を図3に示した｡
水道原水は流入管により生物接触ろ過施設め流入井に導かれる｡この流入井には魚やビニール片などが生物接触ろ過槽内に流入しないよう,除塵ブロワより空気を送り微細気泡によるエアーカーテンを設置している｡
エアーカーテンによりスクリーニングされた原水は流入渠に入り下部の圧力渠から気水洗浄型多孔板により均等分配され,支持砂利層,ろ過層(生物活性炭層)を通過し生物処理される｡

Contactl野er(GAC)

図

3

Fig.3

上向流式生物接触ろ過池構造図
Structureofupper□owtype

bio

contactfilterbasin

処理水は上部トラフで集水され流出渠から流出井
洗浄は｢空気+→｢空気＋水+一｢水洗浄+をおこを経て,流出管により後段処理へと送られる｡
本施設は濁質捕捉が無いことが理想であるが,実際は,下部装置や支持砂利層に少量の濁質が捕捉さない,濁質や付着生物の一部を効率よく生物接触ろ過他の系外に排出する｡

れる｡また,生物処理であるため,ろ過層のみなら洗浄排水については,後段に凝集･沈澱ろ過工程ず下部装置や支持砂利層にも生物が繁殖するようにを有するため,高濁度の洗浄排水のみを排泥他に送なる｡そのため,通水継続とともに損失水頭が上昇水している｡

するため,一定期間毎に洗浄をおこなう必要がある｡
lわJ.4β肋.J(g￠〃2/β)

神鋼パンテツク技報

33

3.3

2.1設計諸元トラフ

処理水量:最大71000m3/d型

式:U字型角型トラフ

池

寸法:400mmWx400mm且×5100mmL

池寸法:6.0皿WX4.7mLX2系列/1池材

質:SUS304

他面積:225.6m2(56.4m2/1池)

数

量:6本/池×4池分

数:4池

2.2

接触層仕様

種

除塵ブロワ

3.4

通水速度:320m/d

類:石炭系粒状活性炭(破砕炭)型

式:ルーツブロワ

能力:8皿3血inX3皿Aq

有効径:0.4〜0.5mm

7.5klⅣ×210V

台

均等係数:1.4以下
充填密度:450〜550kg/m3

空洗ブロワ

3.5

充填層高:1.35m(76.14m3/池)
洗浄方法

2.3数:2台型

式:ルーツブロワ

能力:40m3/minX6mAq

台

数:2台

洗浄方式:気水洗浄

75kWX210V

洗浄工程:排水一水抜→空洗→気水洗→水洗一水抜水ポンプ

3.6

按

3.施設仕様型

式:ノンクロツグ型水中ポンプ

3.1下部装置

能力:2.5m3血inX13ⅡlAq

型

式:気水洗浄型多孔板式(A/W式有孔パllkWX210V

台ネル)
材

質:SUS304

4.運転方法本施設の安定運転のためには,生物接触ろ過地声

設置面横:56.4m2/池×4池
空洗装置

3.2

型

数:3台のろ過層が,一定の流動状態を保つことが重要で凍式:ラテラル管式空気洗浄装置

る｡ここで,上向流の通水速度が遅いと,洗浄によ材

質:SUS304

り剥離された濁質が上部トラフから系外へ排出さか

数

量:4池分

にくく,ろ過池内に蓄積されていくことになる｡ヨ･

表1平均濃度とBCFによる除去
TablelCompariso皿OfⅥ√aterqnaliゆItemRawwater

王享CFe盟uentRemovalrate

A皿皿Onia皿itroge力(mg几)

0.05

0.01

91%

Dissolvedmanganese(ng几)

0,013

0.000

90%

Potassiu皿pe皿皿ganateC皿Snmptionvalue

(mg几)

7.5

5.5

23%

(‑)

0.044

0.031

22%

TIIMFP

(mg几)

0.042

0.031

21%

A血0血csu血ceactiveagent(mg几)

0.050.0257%

E26｡

表2

カビ臭物質2メチルイソボルネオールの検出および除去状況

Table2Comparisonof2MIB

Detectiondate

content

5/15

5/25

5/28

6/1

6/4

6/648

39314328

Rawwater

(ng几)

50

BCFeffluent(ng/L)

14

Removalrate(%)

72

朗

6/835

ND

ND

NDNt)

ND

ND

1POlOO

lOO

lOO

lOO

lOO

神鋼パンテツク技報

1わ王.4β肋.J(20α2/βこた,通水速度が速いと,上部トラフからのろ材の流では100%と高い除去性能がえられた｡

出や,原水とろ材の接触時間が短くなることから処

過マンガン酸カリウム消費量,E26｡およびトリハ

理性能の低下が危倶される｡これより,各生物接触ろ過他の通水速度は一定範囲としなければならず,ロメタン生成能などの有機物質については,20%程度の除去率がえられ,陰イオン界面活性剤も良好

取水する原水流量の変動に対して,運用する池数をな処理性能を示した｡

制御する必要があった｡

むすび

生物接触ろ過池を停止することによる生物処理機活性炭を担体とした上向流式生物接触ろ過方式に能への影響が問題となるが,実証プラントにて実験より,水道原水を直接処理することにより高い生物を実施し,生物処理機能を損なわない池数制御方法処理効果がえられた｡それによる水質改善効果は大きく,より安全でおいしい水を僕給すると共に,浄を検討した｡
これらの知見に基づいて,生物接触ろ過施設の池数制御運転をおこない,安定した運転を継続している｡

水施設全体として塩素,凝集剤および粉末活性炭の使用量が減少し,維持管理性の向上がえられた｡
本報告は,北九州市水道局殿が発表されたデータを引用した｡ご協力を頂いた北九州市水道局に深く

5.処理性能運転開始時は,ろ材として使用している活性炭の感謝敦します｡

吸着効果により有機物質が除去される｡アンモニア[参考文献]

性窒素や溶存マンガンの除去が確認され生物処理効

1)肥壕隆男ほか:第48回全国水道研究発表会講演集(1997),p.1722)肥壌隆男ほか:第49回全国水道研究発表会講演集(1998),p.160
3)原口公子ほか:平成12年度日本水環境学会九州支部
研究発表会講演要旨集(2000)
4)石橋正博ほか:第53回全国水道研究発表会講演集(2002),p.278
5)野尻まちこほか:第53回全国水道研究発表会講演集(2002),p.280
6)永富孝則ほか:用水と廃水,Vol.39,No､3(1997),

果がえられるのに,約1ケ月を要した｡その後の水質と除去率を表1,2に示した｡
アンモニア性窒素や溶存マンガンは共に90%以上の除去率がえられている｡冬期にアンモニア性窒素が含まれていない水源から,やや高い水源に変更した時は,一時的な除去率の低下が見られたが,徐々に回復し,再び高い除去率で運転を継続することが可能であった｡
カビ臭原因物質である,2メチルイソボルネオー
ルは濃度が50ng/L程度では72%,それ以下の濃度

p.2337)生物接触ろ過方式の技術資料,社団法人水道浄水プ
ロセス協会(1996)

連絡先中町

眞美

環境装置事業部
環境本部
技術部
TEL

O78‑232‑8102

FAX

O78‑232‑8057

E‑mailm.nakamacbi(垂pantec.co.jp∇bJ.4β肋.J(20α2/β)

神鋼パンテツク技報

β古