上向式ろ過の濁度除去特性と固形塩素剤に関する検討攪拌機
チュービングポンプ
ろ過装置

地下水
チュービングポンプ
原液貯留槽(カオリン)
原水槽

スタティックミキサー

高感度濁度計国立保健医療科学院
National Institute of Public Health

1

実験⽅法
ろ過装置(上向流式、下向流式緩速ろ過)
上向流式フロー

下向流式フロー原水

原水濁度
粒径別粒子数測定

ろ過水
高感度濁度計へ

600mm
ろ過砂

支持材
ウレタン

ろ過水
高感度濁度計へ
原水
原水濁度
粒径別粒子数
測定

300mm
国立保健医療科学院
National Institute of Public Health2

実験結果および考察

濁度（度）

ろ過水濁度の比較
1.8
1.6
1.4
1.2
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0

0:00

20m/日

※原水濁度５０度

20ｍ/日

15m/日

10ｍ/日

5ｍ/日

15m/⽇
10m/⽇

2:00

4:00

6:00
8:00
時間5m/⽇

10:00

12:00

14:00

16:00

通水開始～２時間程度
濁度が不安定に→装置内の水の入替（逆洗の残り水）
国立保健医療科学院
National Institute of Public Health3

実験結果および考察
微粒子および濁度の除去率

原水濁度５０度

6除去率（log）

5
420ｍ/日

15ｍ/日

10ｍ/日

5m/日

0.5～1μm

1～3μm

3
2
1
0
3～7μm

7～12μm

濁度

ろ過速度5ｍ/日、原水濁度50度の条件において3～7μm粒子(クリプトスポリジウム）：4.7log除去
7～12μｍ粒子（ジアルジア）：4.9log除去→病原性原虫の除去が見込める（一定の条件の下で）

国立保健医療科学院
National Institute of Public Health4上向式緩速ろ過と下向式緩速ろ過の除去作⽤・上向式では濁質は下に落ち、広い深さ⽅向で濁度を補⾜・下向式は表層で捕捉（すぐつまる）
国立保健医療科学院
National Institute of Public Health5濁度と微粒⼦数の計測状況(個/50ml)

原⽔濁度2度、ろ過速度5m/⽇で連続通⽔。
2か⽉程度はろ過⽔濁度0.05度以下を維持。
微粒⼦計を⽤いた計測では、粒径1〜3µm、3〜7µmにおいて、良好な除去効果が期待できる。

6

ろ過⽅式まとめ①上向式ろ過装置で、原⽔濁度50度、ろ過速度5m/⽇以下の場合、ろ過⽔濁度0.1度以下を達成できた②下向式ろ過に⽐べ、ろ層が閉塞しにくい
今後の課題

上向式ろ過と下向式ろ過の組み合わせが有効（検討中）
原⽔濁度、ろ過速度、ろ過砂⽀持層下部の沈殿物処理
⼩規模⽔道のろ過の前段処理などへの適⽤可能性
協⼒：安達 吉夫 国⽴保健医療科学院
萩原 健太 北海道環境⽣活部
梶⽊ 慶太 奈良広域⽔質検査センター組合
井上 史⾂ 吹⽥市⽔道部
中⾕ 英嗣 ⼤阪広域⽔道企業団

国立保健医療科学院
National Institute of Public Health7固形塩素剤の消毒効果の検証
 本邦の水供給システムにおいて必須の塩素消毒として主に用いられる次亜塩素酸ナトリウム溶液に対して、以下の課題点が指摘されている
 地元住民による運搬や補充が重労働
 周囲への腐食を生じる場合あり
 不適切な保管や長期間の使用による有効塩素濃度の低下ならびに塩素酸濃度の上昇の懸念
 次亜塩素酸ナトリウム溶液の代替として固形状の塩素化シアヌル酸系消毒剤(SDIC,TCCA)の適用を想定し、水供給システムへの適用可能性について微生物の不活化能力ならびに残留特性の面から評価した
国立保健医療科学院
National Institute of Public Health8塩素消毒実験①大腸菌

E.coli K12株
（1.2～3.8×106CFU/mL）
NaClO or SDIC or TCCA（0.5 mg/L）
チオ硫酸ナトリウム

0, 0.5, 1, 2, 3, 6分

滅菌PBS(-) 500mL（塩素剤添加後pH7.0）

・E.coli 計数(TSA agar,37℃, 20±2hr培養)・残留塩素濃度・pH

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National Institute of Public Health9塩素消毒実験②耐塩素性従属栄養細菌

Sphingomonas paucimobilis株（0.8～2.5×106CFU/mL）
NaClO or SDIC or TCCA（0.5 mg/L）
チオ硫酸ナトリウム

0, 1, 12, 30, 60分

滅菌PBS(-) 500mL（塩素剤添加後pH7.0）

・S.paucimobilis 計数(Nutrient agar,30℃, 44±2hr培養)・残留塩素濃度・pH

国立保健医療科学院
National Institute of Public Health10各塩素消毒剤の残留塩素濃度の経時変化
E.coli K12S.paucimobilis[E.coli] 次亜＞SDIC＞TCCA
 細菌初期濃度による影響？
[S.paucimobilis]
 接触60分後濃度に有意差なし（p<0.05）
 細菌初期濃度による影響は見られず
 溶解したSDIC,TCCA
は次亜と同等以下の残塩保持性となる可能性
国立保健医療科学院
National Institute of Public Health11

各細菌の生残率の経時変化
E.coli K12S.paucimobilis[E.coli] 次亜＜TCCA＜SDIC 接触直後から６分後まで同じ順序[S.paucimobilis]
 接触直後：次亜＜TCCA＜SDIC １分後以降：
SDIC＜次亜＜TCCA
 各消毒剤の不活化能
力には細菌の種別により相違がみられた
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National Institute of Public Health12固形塩素剤まとめ
 固形状の塩素化シアヌル酸系消毒剤２種（SDIC・TCCA）ともに、次亜と同程度以下の残塩保持濃度となる可能性があること、不活化能力は次亜と同程度であるものの、対象とする細菌種やCT値に応じて前後した。
 実際の水供給システムへの適用に際しては、このような各消毒剤の不活化能力ならびに残留特性の相違に留意する必要がある。
協力：前田暢子阿部功介

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仙台市水道局

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National Institute of Public Health13

飲供施設における固形塩素剤の使用例
 昭和60年度に竣工、原水は河川水
 給水人口は19名
 飲供施設まで自然流下で導水、着水井および沈澱を経て緩速ろ過により浄水 ろ過池ろ過水越流部に筒状器具を設置、錠剤型塩素剤を充填し流水と接触させて塩素剤を溶解
国立保健医療科学院
National Institute of Public Health14固形塩素剤の運用状況と課題
運用状況

課題

 塩素剤の補充は、最寄り(車で10分位)の住民が2日に1回実施
 定期水質検査結果によれば残塩濃度は0.8mg/L程度
 当施設の流量は把握できていない 電気は供給されておらず、すべて電気なしで運用

 塩素剤の補充が頻回となり地元住民の負担が大きい 塩素剤の溶解速度が制御できず過剰または過小注入の恐れ 給水末端での毎日検査は行っていないようであり、水質異常発生時の対応が困難

国立保健医療科学院
National Institute of Public Health15