鉄バクテリアを用いた地下水の浄水処理
GroundWater

Treatment

Using

Iron

SystemBacteria

璃 ^q

虚(罪)環境本部技術部第6グループ
中町星
美MamiNakamachi(環)環境本部技術部第2グループ
藤井督
大Tokuhiro
Fujii(環)環境本部第2営業部第3営業宝丸
豊石Ytltakalshimaru

大阪府交野市,奈良県斑鳩町での地下水を対象とした浄水処理実証実験結果について報告する｡
地下水中の洛存鉄や溶存マンガンさらにアンモニア性窒素を鉄バクテリアや硝化菌といった生物を利用した自然ろ過方式にて良好に除去出来ることを実証した｡さらに,この自然ろ過法の後段に他の処理方式を付加することで,交野市での高濃度鉄,斑鳩町での有機物に対応可能となり,水道法における水質基準を満足する水質を安定して得ることが出来た｡｢より自然でおいしい水+この方式では,薬品使用量を極限まで低下させることが出来るため,を得ることが出来るとともに,維持管理性が容易であることや薬品費や発生汚据が少ないことなど
運転上のメリットが大きいことが特長である｡

Solubleironandnaturalfiltration utilizing

processtothe

for example,
biologicalcombinedmanganeseingroundrearofthe
rapid

systemwater,andfiltration,fresh

naturalcarbonfeatures浄地下removemaintenance,

nitrogenbacteria

inin themattersorganic
minimlZlng

Chemical

水

Drinking

水ろ過BiologlCal

白

然

ろ

過

Naturalfiltration

テリ

ア

Iron

化

菌

マ

costsand

By

Law

canbe

City,

with
a

addingobtained;

Osaka,andof Ikaruga

Cho,

Nara･

sludgegeneration.

a

The

water

物

秩

case

removedtests.

in Katanocontents

strengthiron

坐硝favorably

weredemonstration

satisfyingthe Waterworks

Ground

秩 バク

16

water

high

removetoprocesseasyammoniabacteriaandmitrifying

filtration tosandactivated

iron

water

filtration

bacteria

Nitrifyingbacteria
Iron

ン

ガ

ン

Manganese

アンモニア性窒素

Amomiaトリハロメタン生成能

Tribalome也ane

神鋼パンテツク技報

nitrogenfbmation

potential

Vol.

45

No.2

(BOOB/2

結果を報告する｡

ま えがき
地下水は生活排水の影響を受けることが少なく,
また,雨水などが地下に浸透する際に土壌の微生物

1･交野市で0),案評実験について
現在,交野市の私市浄水場では,原水である地下の浄化作用を受けるので清浄な水質であることが多水を次亜塩素酸ナトリウムで酸化し,凝集剤のい｡加えて,年間の水質の変動が少なく,水温も夏季･冬季に渡り一定値を示す傾向が強い｡このようpACにより凝集沈澱処理後,マンガン砂ろ過でろ｢より安全でおいし
過して浄水としている｡一方,な利点から,地下水は水道水源としてよく利用されい水+を求める市民の水道水質への高い関心･要望ている｡に応えるべく,将来の浄水方法の変更計画を視野にしかし,地域によっては地殻を構成する岩石層か

入れ,現在の凝集沈澱･急速ろ過方式に加え,生物ら溶出した鉄やマンガンなどが含まれる場合がある｡を利用した処理方式の検討をおこなっている｡

一般的にこれらの物質の除去は,溶存鉄や洛存マン
ガンに対し,酸化剤として次亜塩素酸ナトリウムを性能の確認,運転が長期安定して可能であることお注入したり,曝気により空気酸化して不溶解性物質

よび本方式を導入する場合の設計･維持管理に必要とした後,凝集剤などで凝集沈澱･ろ過する方法がな諸元を得ることを目的として1999年7月から私市その一環として,現在の地下水をもちいて,処理広く採用されてきた｡この方法は,溶存物質を除去

浄水場にて鉄バクテリアによる実証実験を開始した｡

するために大量の薬品を使用しなければならず,本1.

1交野市の原水性状

来のおいしい地下水の昧を損ない,薬品使用量が多原水である地下水水質を第1表に示した｡鉄が5いために発生する汚泥量も多くなるという短所もあ

mg凡程度と高濃度に含有されている｡マンガンおよびアンモニア性窒素も高く,加えて溶性ケイ酸がる｡

一方,鉄が多い地下水には鉄バクテリアが含まれる場合が多いことは古くから知られていた｡

高いため曝気により凝集沈澱ろ過が困難なコロイダ

近年,この鉄バクテリアを利用し無薬注で除鉄･物処理するにあたり,鉄バクテリアによる鉄･マン

除マンガン処理することにより,建設費,運転費のガンの酸化だけでなく,硝化菌によるアンモニア性削減を達成した実績も増えてきた｡

窒素の硝化が必要である｡一方,過マンガン酸カリ

当社においては,1993年に上水道としては,わが国で初めて建設された京都府城陽市における鉄バクテリア利用ろ過施設(以下,自然ろ過施設)を始め有す｡
本稿では,この自然ろ過施設での処理状況や運転状況,さらに他の施設を付加した浄水処理について,の

良質な地下水である｡

存酸素(以下,DO)を必要とする｡そこで,供給のための曝気により生成するコロイグル鉄の,自然ろ過処理での除去状態を確認する必要がある｡
1. 2

実験方式と実験装置仕様

原水には鉄が高濃度に含まれるので,自然ろ過処

原水分析結果(交野市)
I

Table

Result

of

raw

water

quality(Katano city)

Item

Rawwaterquality

Item

Temperature(℃)

19.7(17.3‑22.0)

Totaliron(mgnJ)

5.19(2.37‑23.8)

pH(‑)

6.5(6.5‑6.6)

Totalmanganese(mg/L)

0.372(0.300‑0.410)

Turbidity(unit)

16.2(2.4‑72.0)

2.1(<1.0‑3.1)
PotassiumpemlanganateCOnSump6on(mdL)

ss(mgn̲)10(5‑25)solubleSilicicacid(mgnJ)

55.3(53.7‑56.3)

color(unit)

57(12‑140)

Alkalinity(CaCO3,mgnJ)

76.1(74.5‑78.4)

Ammonianitrogen(mg凡)

0.66(0.48‑0.83)

Alminiurrl(mgnJ)<0.01

Rawwaterquality

Nitritenitrogen(mgn̲)<0.005

Dissolvedoxygen(mgnJ)<1.0

Nitratenitrogen(mgn̲)<0.02

ATU‑BOD(mgnJ)

<2.0

Vol.

DO

いかるが

大阪府交野市,奈良県斑鳩町でおこなった実証実験
第1表

ウム消費量は低く,有機物については汚染の少ない
鉄バクテリアや硝化菌は好気性菌であるので,港として,奈良県三宅町,広島県海田町に納入実績をかた

ル鉄を生成することが判る｡また,この地下水を生

45

No.

2

(2002/2)

神鋼パンテツク技報

17

理だけでは十分･な鉄の除去は難しいと思われる｡そン砂を用いた急速ろ過槽でろ過し浄水を得る｡なお,こで,自然ろ過槽と急速ろ過槽の二段ろ過方式で実自然ろ過槽は2系列設置し,ろ過速度などの比較検験をおこなった｡

討をおこなった｡

実験フローを第1図に装置諸元を第2表に示した｡

洗浄方式は,補助洗浄には表面洗浄をおこなうが,地下水を原水調整槽に受入れ,ここで生物処理に通常水中で行われる表面洗浄ではなく,この表面洗必要なDOを供給する｡鉄バクテリアや硝化菌が生浄工程に入る前に水抜き工程を設け,いったんろ過

息し,十分な処理能力を発揮するためにはこのDO

槽内の水位を下げ,ろ層表面を暴露させて行うダイの調整が重要である｡

レクト表洗方式である｡

原水調整槽から自然ろ過槽に導かれた水は,アン

1. 3

自然ろ過処理の実験結果

スラサイト層と珪砂層で生物酸化処理を受けるとと

1.3.

1ろ過速度とろ過抵抗

もに物理的にろ過される｡この自然ろ過水に,少量ろ過速度は,のPACと次亜塩素酸ナトリウムを注入し,マンガ
第2表

65m/日と130m/日を基本に実験をおこなった｡

実験装置の諸元(交野市)
2

Table

Specificationof pilot(Katano city)

filterNaturalfilter

Rapidsandfilter

Filtrationrate

130m/d,65m/d

240m/dSizeoffilter

200mm￠×3500皿皿￠(PVC)

100mm￠×3000mmB(PVC)

Anthracitel,5mm300mmB

manganesemediaO.6mm600mmH

SandO.6mm400mmfI
Media

Grave12‑4mm50mmH
4‑7mm50mmE
7‑14mm100m∫nH

Underdrain

Leopoldtlnderdrain300mmH

Disctypestrainer200mmH

NaOCl

Raw

上戸]

water

%ioo

Treated
water
P

品○｡
Raw

water

tank

Feed
pump

tallk
Naturalfi1ter( I )chemicalmiⅩed tankNaturalfi1ter

(Ⅱ)

Rapid

sand

五1(er

‑

Feed pump

第1国
Fig.

18

High‑sensitive
turbidimeter

英験フロー(交野市)1Schematic

diagramof

pilot

plant

(Katano city)

神鋼パンテツク技報

Vol.

45

No.2

(BOOB/2:

ろ過継続によりろ過水頭は上昇するが,有効ろ過走した｡結果を第2図に示したように,原水は約70

水頭が1700Illmにおいて,ろ過速度が65m/日では%が洛存性の状態でありコロイダルは数%しか存在

2‑3日間,ろ過速度が130m/日では1‑1.5日間していない｡%程度に減DO調整により溶存性が30
少し±ロイダルは15%程度に増加,懸濁状態が55のろ過継続が可能であり,速度が2倍になるとろ過継続時間は1/2倍となった｡ろ過抵抗の主な因子は,%で主体になった｡生物処理後の自然ろ過水は,い洛存鉄の流入による鉄バクテリアの増殖と空気酸化

ずれの状態の鉄も減少しているがその割合は洛存性

された水酸化鉄であると推測される｡

が35%,コロイダルが60%,懸濁状態が5%とコ

このように,ろ過表層への鉄の析出が多く,ろ過抵抗が上昇しやすいため,安定した運転を継続する

ロイダル鉄が主体になっている｡
次に各物質の自然ろ過槽内における除去状態の調ためには,適切な洗浄を行い増殖した鉄バクテリア査をおこなった｡原水,自然ろ過槽に流入後のろ材と水酸化鉄を系外に完全に排出することが重要であと接触する前のアンスラサイト上部,アンスラサイる｡

ト層内の上部,アンスラサイト層と珪砂層の間,珪鉄バクテリア1.3.2

砂層の下部および処理水を採取した｡

本地下水に存在する鉄バクテリアを調査した結果,
優占種はLeptothrix
あり,

Gallionella

結果を第3図に示したように,鉄はアンスラサイ(レプトスリックス属)で

sp.

ferruginea(ガリオネラトの表層部で除去され,その後はほとんど処理されフェルていない｡マンガンはアンスラサイト層と珪砂層のギネア)もわずかながら検出された｡レプトスリッ

全層で段階的に低下している｡アンモニア性窒素もクス属は鉄とマンガンを酸化できる種類であるので,全層で処理されているが,アンスラサイト層での低両項目の除去が可能であると推測される｡

下が比較的大きい傾向を示した｡鉄が表層部でしか1.3.

除去されないことから,鉄を処理する生物は表層部

3

自然ろ過処理性能

自然ろ過処理水質は,ろ過速度が65m/日と130に生息し,マンガンヤアンモニア性窒素を処理する
生物は全層に生息しているものと推測される｡

m/日での差異は認められず,いずれの速度においてもマンガンは0.001mg仙以下,アンモニア性窒素
は0.01mg凡以下であり,完全に除去されている｡
鉄は,

1. 4

急速ろ過処理の実験結果

1.4.

1ろ過速度とろ過抵抗

残留する少量の鉄を除去するため,酸化剤として91%除去されているものの0.4mgnJ程度残次亜塩素酸ナトリウム,凝集剤としてPACを注入

留し,水道法による水質基準値を満足しなかった｡
鉄については,原水および処理水の存在状態を調したのち急速ろ過をおこなった｡次亜塩素酸ナトリ

査した｡測定には,砂ろ過を想定した孔径7〝mのウムは,ろ過水の残留塩素が0.5mgn.であることをろ紙と0.45FLmフィルターを使用し,0.45pmろ過水を溶目安とした場合は0.6mg凡程度の注入となり,

存性,は5mg凡程度注入した｡

7〟mろ過水と0.45/Jmろ過水の差をコロイ

ダル状態,全鉄と7ろ過速度は,〟mろ過水の差を懸濁状態と仮240m/日で,有効ろ過水頭が

5.0

100

z222 Dissolved iron[[[<0.45 LLm]

望80[:::コColloidaliron [7‑0.45 〝m]
4.0忌
∈

.2

3.0

]

60

3

Q)
U

E=

Suspended‑

Total iron

iron[>7LLm]

亡

･B
cd

層40

2.0モ∃
q)
O
⊂王

∈コ
:コ

毒 20

110

u

Raw

Raw

water

after DOwateru strn ent

adj
第2国

PAC

Naturala0.0

filtratedw

ater

鉄の存在する形態

Fig.

2

type of h'on

Vol.

45

No.

2

of

each

(20α2/2)

step

神鋼パンテツク技報

191600mmにおいては,

自然ろ過では90%以上の除去率を有するものの土

1‑1.5日間のろ過継続が可能であった｡

質基準値を満足することは出来をかった｡

急速ろ過処理性能

1. 4. 2

自然ろ過が万が一ダメージを受けた場合の安全セ

自然ろ過水ではコロイグル鉄が主体であったが,も考慮し,自然ろ過水に少量の次亜塩素酸ナトリウ

最終処理水である急速ろ過処理水の鉄濃度は,

ムとpACを注入しマンガン砂を使用した急速ろig

0.006mg/1まで低下し99.9をおこなうことで鉄はさらに除去され,安定して7J

1.5%の良好な除去率を得た｡

結果まとめ

質基準を十分に満足する水質を得ることが出来た｡

地下水中の鉄,マンガンおよびアンモニア性窒素

このような,鉄バクテリアや硝化菌といった生年｢自然ろ過+＋｢急速ろ過+のの除去を目的として,を利用することで,凝集剤は5mg/L程度の注入も･

二段処理方式での実験をおこなってきた｡

なり,次亜塩素酸ナトリウムは鉄やマンガンの酸イ

結果を第4図に示したように,自然ろ過での処理剤としてはほとんど不要で,消毒用として僅かの主性能の確認を行うことを主体として,種々の知見を人量となった｡薬品使用量を大幅に削減出来ると≠得,マンガンとアンモニア性窒素は完全に除去出来に,地下水本来の特長である,

ることが判った｡原水中の高濃度の鉄に対しては,

い水+を得ることが出来た｡

Raw

A

甲

water

｢より自然でおいtI

Upper anthracitefacies
Anthracite facies:/一】コ

Arlthracite / Sand
/

〆二‑i

‑‑‑一‑

Fe X

=一口‑‑‑

Mn‑‑･ムー‑‑

NH41N

10

I

ノ

Sand facies
良Wta

Treated water
Feed
pump

第3図
Fig.

[out]

Naturalfilter0

0.2

Concentration

Minimizing

chemicals

in natural

Raw
water

water

tank

Fe Total iron
Mn

Total manAmmonia

anese

nitro enTurbi di亡yC olorResidual

第4囲

chlorine[mg/L][m /L】[mg/L】[unit][unit][mg/L]: 4.5[mg/L]

mg凡

: 0.6

mg/L

Natural Blter[DO adjustment]

二tem

BO

0.8

filter

PAC

Fig.

0.6

自然ろ過槽内での除去状態
3

NaOCl

Raw

0.4

LV

: 130m/d

RaⅦ water
5.19

Natural filtrated water
0.435 【91%]0.372<0.001 [100%]<0.01[100%]
1.0 [ 92%】
9[84%】

0.66
16.2
57

Rapid
LV

sand filter: 240

Treated waterm/d

Ra idsa且dfilb･atedwater [Treated
0.006<0.001
<0.01
<0.1
<1

water]【99.9%】[ 100%][ 100%][100%]｢100%

0.5

実験結果(交野市)
4

Resultof pilot

plant(Katano city)

神鋼パンテツク技報

Vol.

45

No.2

(2002/i2

ブロモクロロメタン生成能が37%,ブロモホルム

2.王荘鳩町での実証実験について
現在,斑鳩町の第1浄水場では,原水である地下

生成能が15%で,プロム系トリハロメタンの生成

水を曝気し,硫化水素の飛散と一部の溶存鉄を空気酸化した後,次亜塩素酸ナトリウムで酸化し,能が高い割合である｡
戸AC

その他の特徴としては,硫化水素が検出されていにより菰集沈澱処理後,マンガン砂ろ過でろ過してる｡溶性ケイ酸は,その濃度から曝気によるコロイ

浄水としている｡

ダル鉄の生成はないと思われる｡
実験方式と実験装置仕様

2. 2

この原水に適応する,より安全で安定した無薬注の浄水処理方式を検討することを目的として,回収

原水の性状から,原水調整槽で曝気によるDO供辛,消毒剤の注入量および消耗品の交換額度等の知給と硫化水素の除去をおこなった後,自然ろ過槽で見を得るために,2000年2月から2001年4月までの

鉄バクテリアによる鉄とマンガンの酸化および硝化

約14ケ月間,第1音争水場にて鉄バクテリアによる実菌によるアンモニア性窒素の硝化によりこれらの物

証実験をおこなった｡

質を除去し,後段の生物活性炭ろ過槽で有機物質の2.

低減をおこなう実験方式とした｡

1斑鳩町の原水性状原水である地下水の水質を第3表に示した｡鉄,装置諸元を第4表に示した｡なお,自然ろ過槽はマンガンおよびアンモニア性窒素,さらに過マンガ

2系列設置し,ろ過速度の影響などの比較検討をおン酸カリウム消費量やE26｡といった有機物質が高く,こなった｡

トリハロメタン生成能が高い値を示している｡トリ

2. 3

自然ろ過処理の実験結果

ハロメタン生成能の各成分比はクロロホルム生成能

2.3.

1ろ過速度とろ過抵抗が19%,ブロモジクロロメタン生成能が29%,ジ
第3表
Table

ろ過速度は,

70m/日と130m/日を基本に実験を

原水分析結果(斑鳩町)3Result

of

raw

water

quality(Ikaruga cho)

Item

Item

Rawwaterquality

Rawwaterquality

Temperature(℃)

20.2(15.0‑26.3)

Totaljron(mgnJ)

1.08(0.68‑2.1)ptl(‑)

7.5(6.9‑7.8)

Totalmanganese(mgn̲)0.345(0.240‑0.559)

Turbidity(unit)

3.3(2.5‑4.5)

potassiumpermanganateconsumption(mdL)
4.7(3.0‑5.7)

color(unit)

22(16‑26)

solublesilicicacid(mgn̲)36.1(35.3‑36.8)

Ammor)far)itrogerl(mgnJ)

1.23(0.97‑1.90)

A)kalirlity(CaCO3,mgnJ)

131(125‑134)<0.01

Nitritenitrogen(mgnJ)<0.005

Alminium(mgn̲)Nitratenitrogen(mgnJ)<0.02

Hydrogensulfide(mgn.)

THM‑FP(mgn.)

0.080(0.060‑0.098)

Dissolvedoxygen(mg/L)<1.0

E26.(‑)

0.049(0.04l‑0.055)

ATU‑BOD(mgnJ)<2.0

実験装置の諸元(斑鳩町)

第4表
Table

0.040(0.028‑0.052)

4

Specificatiorl

Of

pilot

filter(Ikaruga cho)Naturalfilter
Filtrationrate

70m/d,130m/d

Sizeoffilter

200mm￠×3500mmH(PVC)
Anthracitel.5mm300mmH

Media

BilolglCalactivatedcarbonfilter

133‑255m/d

100mm￠×5000mmfI(PVC)
GranuraLAchat由CarbnO.6mm1500mmH

SandO.6mm400mmH

Meandiameter:i.06mm

Grave12‑4mm50mmH

Effectivesize:0.67mm

4‑7mm50mmH

Uniformiq,coef6cien(:1.76

7‑‑14mmlOOmmH
Leopoldunderdrain300mmH

Underdrain

Vol.

45

No.

2

(2002/2)

Disctypestrainer200mmH

神鋼パンテツク技報

21おこなった｡なお,生物を利用した処理法であるの

2. 4

生物活性炭ろ過処理の実験結果

で,馴養のため低いろ過速度から実験を開始し徐々

2.4.

1ろ過速度とろ過抵抗に上昇させた｡

ろ過速度は,実験装置フロー上,前段の自然ろiのろ過速度で制限される｡当初,自然ろ過の2系ち

70m/日のろ過速度で1回/3日の原皮で洗浄を実施した時の,洗浄後から,ろ過継続に伴い上昇するの処理水を混合し生物活性炭ろ過原水としていたがろ過水頭は平均400皿mAq程度で,最大700

実験開始後20日目頃に70m/日のろ過速度を基本ょ

mmAqであった｡ 130m/日で1回/2日の頻度で洗浄を実施した時は,最大700mmAq程度の上昇であった｡

する自然ろ過槽の処理水だけを原水とした.自然;
過の馴養に伴い,生物活性炭ろ過速度を上昇させ,鉄バクテリア

2.3.2

Leptothrix

sp.

Siderococcus

sp.

1回/二

133‑255m/日を基本に実験をおこなった｡

本地下水に存在する鉄バクテリアを調査した結果,

日の洗浄頃度において,洗浄後からろ過継続に伴･(レプトスリックス属)と(シデロコツクス属)が検出された｡

ろ過水頭の上昇はほとんど認められなかった｡こ∃は,前段の自然ろ過槽で鉄やマンガンが除去され,生物活性炭ろ過槽への流入物質が洛存性の有機物う

2. 3. 3

自然ろ過処理性能が主体になったためと思われる｡
2. 4. 2

ろ過速度が70m/日における,実験開始からの鉄,

生物活性炭ろ過処理性能

本実験フローでは薬品を極力使用せず,消毒用(

マンガンおよびアンモニア性窒素の自然ろ過による

次亜塩素酸ナトリウムだけを注入する｡酸化剤と'除去状態を第5図に示した｡
鉄は実験開始初期から良好に除去され,続いてアての次亜塩素酸ナトリウムは使用しないので,ろ3ンモニア性窒素,マンガンの順に除去能力を発揮し槽の流入水に遊離塩素が含まれず,活性炭はろ過うた｡鉄は90%程度の除去率を,マンガンとアンモ

水に伴い表面に生物膜を形成し生物活性炭となる｡

ニア性窒素は馴養後はほぼ完全な除去状態を実験期

それにより,(∋活性炭による吸着効果(参活性炭j
内に繁殖する微生物による生物処理効果③活性)間中継続した｡の生物再生効果が期待される｡

130m/日での除去状態も同等であり,このろ過速度の範囲では処理性能への影響は認められなかった｡

トリハロメタン生成能の除去状態とろ過速度を三硫化水素は曝気により70%程度除去され,さら6図に示した｡トリハロメタン生成能は自然ろ過j

mg凡以下に除去された｡鉄は自然ろ過水では水質基準値の0.3
mg凡以

理水が原水より高い備になっている｡これは,生q下であるが0.07

低分子化されトリハロメタンの生成が促進された;に自然ろ過処理水では0.005

処理によりトリハロメタン前駆物質である有機物;

mg凡程度残留するため,鉄に起因する色度と濁度が水質基準値を超える場合があった｡

めと推測される｡

また,過マンガン酸カリウム消費量やトリハロメタ
ン生成能,有機性色度などの有機物質については自然ろ過処理では低減することが出来なかった｡
00

冨
'O

50
00

LJL､/仙

50

>
J

(X)
50

0.12

120

0.10
.̲ユ

loo

言

￣品 0.08

.旦

80

臣0･06

芸呈60

=

B

＋Fe

40
20

q5

50

loo

150

Elapsed

第5図
Fig.

22

250

2CO
bme

The

removalofchemicals

N甘1‑N

0.02

400

water

NamTd
filtratedwater
BiologlCal actlVated carbon
f11打atedwater

LV

50

100

450

150

200
Elapsed

Fig.
and

十

第6図

自然ろ過処理状態
5Mn‑‑･●‑‑

350(day]･･･｢ゝ･････‑‑∈卜‑‑‑･

I

300

Ra∇

＋

E: 0･04

書ら

6

LV

time

300

350

rrreatedwaler〕
400

4

【day】

トリハロメタン生成能の除去状態とろ過速度
THM‑FPand
LV
removalofof the biologi(

The

activated

神鋼パンテツク技報

250carbon丘1ter.

Vol.

45

No.2

(2002/+

生物活性炭ろ過処理水は,実験開始時は低い値であるが,徐々に上昇し,

ブはろ過日数に伴い横這いになる傾向を示し,トリ

90日経過後くらいから実験終了時まではほぼ一定値を示した｡実験開始時は活ハロメタン生成能除去能力が低下していることを現しているので,活性炭の破過が近づいていると思わ性炭の物理的な吸着効果による除去が主体であるが,れる｡

この実験フローは自然ろ過処理,生物活性炭処理

この物理吸着効果は低下が早く処理水質は徐々に上昇していく｡しかし,約3ケ月後には生物活性炭のとも生物を利用したものであり,また凝集剤などの除去効果が発揮されるようになり,ほぼ一定の処理薬品を使用していないため,過剰な生物のリークや水質を示したものと考えられる｡

ろ過層内の濁質の掃捉状態が危倶されるので,生物
活性炭処理水の濁度をモニターし確認した｡その結通水日数とトリハロメタン生成能の積算除去量の関係を第7図に示した｡生物活性炭の効果により実果を第8図に示したように,濁度は概ね0.05度以下

験期間中は良好な除去を得,活性炭を長期間使用出で常に0.1度以下を示し,クリプトスポリジウム暫来ることが実証できた｡しかし,積算除去量のカー

定指針に示される数値を満足したので,適切な洗浄

0.200

:垂 20
.T
⊂コ
:⊃

年18

妻16

B8白臼田8日日日田

三= 14

｢⊃
Q)

㌔

0.100

〔弓
q⊃

言 8

と

B
E】

≡ 6

山し
山
仙仙人

‑

⊂〉

Activated carbon volume

42: 1 1.5 L>

毒 0.050
,̲⊂)
l一
:⊃

0

50

100

150

200

250

Elapsed time

7

300

350

400

450

F一

310

[day】

自然ろ過水に対するトリハロメタン生成能の積
算除去率

第8図

Amount

Fig.

第7図
Fig.

0.150

cd

a

吾12
≡ 10

宅
喜
葛

ゝ{
q⊃

B日日

⊂⊃

of removal

activatedcarbonquantityof
filtration

THMIFP

rapid

biological

320

350

330

340

Elapsed time[day]

処理水濁度の経日変化
8Time

courseforturbidity

filtration

sand

Chlorlne
23

Raw

R年増,‑甲a錬垣喪､､

water

Namral

投棄､頑車重蜘･filter

BiologlCal activated carbon

@

Item

Raw

Totaユiron【mg/L】
Total manganese[mg / L]Ammonia[mg/L】
nitrogen
T11rbidity【unit】
Color【unit】
PolasSiqm permangana(e consumpbon [mg/L]
THM
FP[rrlg/L]
Hydrogensulfidetmg / L]

第9国

water

1.04
0351
1.24
3.3
21.6
5.0
0.085
0.040

360

filterTreated[Disi)
mgn.

water

a

Naturalfiltrated

water

Biologidactivatedwater [Treatd
carbonrlltra(ed0.069[ 93%10.001 t100%]0.01 【100%1
0.14[ 96%】
8.1【63%】4.3[ 14%]0.086卜1%1
0.005 [100%]water]

0.O19[ 98%]
0,001 tlOO%]
0.Ol [100%]
0.1 [100%】
1 【100%]0.6【 88%]
0.051 [ 40%】0.005 [100%]

英験結果(斑鳩町)

Fig.

9

Result

Vol.

45

No.

of

a

pilot

plant

(2002/2)(Ikamga cho)

神鋼パンテツク技報

B8本稿では,秩,マンガンを除去する鉄バクテリアを実施すれば問題がないことが判った｡
結果まとめ

2.5

とアンモニア性窒素を除去する硝化菌が自然ろ過稽｢自然ろ過+＋｢生物活性炭ろ過+の二段処理方式

内で同時に生息し,これらの除去が一つのろ過槽で可能であることを実証した｡

での実験をおこなってきた｡
結果を第9図に示したように,自然ろ過でマンガ

また,高濃度の鉄や有機物質に対しても,この自ンとアンモニア性窒素は完全に除去され,鉄は93

然ろ過に急速ろ過や生物活性炭ろ過を付加して,二%の除去を得,水質基準を満足した｡このわずかに段処理とすることで処理可能であることを実証し,残留する鉄により濁度と色度は水質基準を満足出来

より多様な原水への対応が可能であることを確認しず,過マンガン酸カリウム消費量やトリハロメタンた｡

これらにより,今後ますます本処理法の普及が顛

生成能,有機性色度は除去できなかった｡
自然ろ過水をさらに生物活性炭処理することで,[参考文献]

鉄は98%除去され,濁度と色度も完全に除去され

1)小島貞男:用水と廃水(生物をつかった除鉄･除マ

た｡過マンガン酸カリウム消費量は88%の除去率

ンガン処理),

を得,トリハロメタン生成能は40%の除去率を得
このように生物を利用することで,消毒剤以外の薬品を使用せずに環境にやさしく,より安全で,安定して水質基準を十分に満足する｢より自然でおいしい水+を得ることが出来た｡

すγol.14,

No.6,(1972), p.59

2)八木正一:用水と廃水(緩速ろ過維持管理上の問題点), vol.ll, No.4, (1969), p.ll

た｡

む

待されるところである｡

3)田村大書男他:水道協会雑誌(鉄バクテリアを利片した生物ろ過法による地下水中の除鉄･除マンガン0:(1999), p.2開発),第68巻,第6号,
4)三浦正妃他:水道協会雑誌(上向流式鉄バクテリ7法による地下水の除鉄前処理システムー上向涜連続形

び

動床砂ろ過装置を利用した鉄バクテリア除鉄法の美加

鉄バクテリアを利用した,薬品を極力使用しない
生物利用型の本処理法は,原水の条件さえそろえば

5)高尾清治他:用水と廃水(鉄バクテリアによる除鉄･
除マンガン装置の機能性と小型装置の開発),

まさしく理想的な｢自然ろ過+処理である｡維持管理が容易であり,発生汚泥の低減や建設費･用地ス
ペースの削減および運転費の削減などメリットも多い｡(1996), p.22

設への適用‑),第65巻,第6号,

No.2,

vol.42(2000), p.5

6)加藤善盛他:環境技術(鉄バクテリア利用法によそ
地下水の鉄,マンガン処理),
vol.21, No.2,(1992)

p.147

連絡先
中

町

民

美

TE
FAX
E‑mailB4

環境装置事業部
環境本部
技術部
第6グループL

O781992‑6532
078‑992‑6503

m.nakamachi@pantec.co.jp

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Vol.

45

No.2

(BOOB/2