事例

U-BCF の開発、運用と海外展開

事業体名

北九州市上下水道局

事業体の概要（2020 年）
事業形態

公営（水道、用水、工業用水道）

給水区域面積(㎢)

270.16

給水人口(人)976,878

給水量(㎥/日)

296,559

水道普及率(％)

99.67

管路延長(㎞)4,677

無収水率(％)

9.16

水道職員数(人)354

水源の種類(箇所)表流水（10 箇所）
・地下水（0 箇所）・その他（0 箇所）

水道料金(円)

780 円（口径 13mm）（1 か月 10 ㎥あたりの家庭用料金の場合）

1990 年代以降、北九州市の主要水源である遠賀川は上流域の都市化が進み、生活排水による有機汚濁が進行していた。上流域の下水道整備計画の見込みが立たなかったため、市は新たな浄水処理方法として UBCF(Upward Biological Contact Filtration:上向流式生物接触ろ過設備)を開発した。U-BCF は微生物による自然浄化作用を利用した生物処理であり、凝集・沈殿・急速ろ過の前段に追加することにより、原水中に含まれる有機物やアンモニア態窒素、溶存マンガンといった物質の効果的な除去が可能となった。北九州市は遠賀川を取水源とする基幹浄水場 2 ヶ所（穴生浄水場、本城浄水場）に
概要

U-BCF を導入し、水質の改善、薬品費の節減に成功した。

図 1 U-BCF 配置図

U-BCF の運用が軌道に乗り本城浄水場への追加導入を行った 2009
年、北九州市とハイフォン市（ベトナム）は友好・協力協定を締結した。
この協定を機に、北九州市上下水道局はハイフォン市水道公社から、ハイフォン市が直面する「水道原水の水質悪化」の問題解決に向けた技術協力要請を受けた。北九州市は 2010 年～2012 年の 3 年間、JICA 草の根技術協力事業「有機物に対する浄水処理向上プログラム」を実施し、その結果、U-BCF の有効性が認められた。2013 年、同市の小規模浄水場である
ビンバオ浄水場に U-BCF が導入された。その後、主力浄水場であるアンズオン浄水場に導入が決定し、2022 年 3 月に完成を迎えた。この事例をモデルとし、今後ベトナム全土への U-BCF の普及を図る。

遠賀川は、かつては筑豊炭田の洗浄水で、黒く汚れた川であったが、この汚れは無機質であり、濁度は高くても通常の浄水処理で比較的簡単に処理が可能であった。しかし、近年、炭鉱は衰退する代わりに、上流域の都市化が進み、生活排水の影響により、汚れの内容が有機汚濁に変わってきた。その結果、春から秋にかけては水温の上昇、灌漑用水の取水による河川流量の低下等により、カビ臭の発生やトリハロメタン濃度の上昇が見られる。また、冬季の水温低下時にはアンモニア性窒素、溶存マンガン、陰イオン界面活性剤の上昇が課題となっている。
現状・課題

水源である遠賀川の水質改善が第一義で

首都ハノイ

ハイフォン

あるが、上流域の下水道整備計画の見込みが立たなかったため、水質汚濁への自衛策として、高度浄水処理が求められている。
北九州市が技術協力要請を受けたハイフ
ォン市は、首都ハノイの東南に位置する港湾・工業都市である。急速な都市化と工業化が招く河川の汚染により、水道原水の水質悪化の問題を抱える状況はかつての北九州市と非常に似通っており、U-BCF による原水水質の改善が期待された。

図 2 ハイフォン位置図【U-BCF の開発】
高度処理の方法としては、一般的にオゾン・活性炭処理がよく用いられている。しかしながら、アンモニアやマンガンが高濃度である遠賀川の原水に対し、様々な組み合わせで実験を行った結果、遠賀川の水質特性、設備の建設コスト、維持管理コストを考慮し粒状活性炭を濾材とする「上向流式生物接触濾過法」を採用した。
解決策・方策図 3 U-BCF の構造・ろ材の働き
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○U-BCF の特徴
１．ろ材に粒状活性炭を使用
多孔質な粒状活性炭は小石などよりはるかに微生物が生息しやすい形状である。
２．活性炭層の下から上に通水
上向流により粒状活性炭が流動し生物接触効率が向上する。また、濁質による目詰まりが起こりにくい。
３．浄水処理の前段に設置前段に設置することで水位差の利用が可能であり、ポンプ等に必要な使用電力が少ない。そのため、既存浄水場の大がかりな改造が不要であり導入が容易である。
４．粒状活性炭は中古炭を利用可能かつ交換不要
本来の吸着効果に期待するものではなく、微生物の担体とする目的のため、安価な中古炭が利用可能。
（購入価格：約 1/10）
表 1 各物質の除去率（2008～2012）○高度処理導入の効果

区分①カビ臭の除去除去率(%)
A

B

ジェオスミン

87

97

2-MIB

97

97

③トリハロメタンの低減

アンモニア性窒素9296④薬品類の低減

溶存マンガン6450⑤カルキ臭減少

有機物（TOC）

1619②異臭味の改善

障害・影響

カビ臭消毒効果の低減
異臭味の発生
黒水の発生
味を損なう
トリハロメタン生成（A:穴生浄水場、B:本城浄水場）

図 4 薬品使用率の変化（A）【ハイフォン市への U-BCF 導入】
2010 年～2012 年の草の根技術協力において、U-BCF の実証実験を行い、現地の水源水質への有効性が認められた。維持管理費の安さや、既存3 / 5浄水場の改造が不要であったことから、ハイフォン市水道公社は同市のビンバオ浄水場（5,000 ㎥／日）への導入を決定。この整備工事を北九州市海外水ビジネス推進協議会（KOWBA）会員企業の現地法人が受注し、2013 年竣工した。小規模浄水場での U-BCF の効果が認められ、ハイフ
ォン市の主要浄水場であるアンズオン浄水場（100,000 ㎥／日）への導入へと繋がった。

図 5 実証実験

図 6 アンズオン浄水場 U-BCF【ベトナム全土への普及】
U-BCF 技術は他の高度浄水処理と比べ薬品量や消費電力を抑え、非常に低いコストで既存浄水場に導入することが出来るため、東南アジアなど新興国の経済力においても十分通用する技術である。本件は技術協力からスタートし、ビジネスに発展した好事例である。2016 年には KOWBA 会員企業が JICA 中小企業海外展開支援事業によりベトナム 6 都市の浄水場において、U-BCF の実証実験を行っている。これまでの事例をショーケースとし、両国が Win-Win の関係で進めていくことのできる水ビジネス案件としてベトナム各地の浄水場に U-BCF の導入を図っていく。
今後について【第 1 ステップ】JICA 草の根技術協力事業（2010～2012 年）
ベトナム国・ハイフォン市へ U-BCF の実証プラントを設置【第 2 ステップ】小規模浄水場への導入(2013 年)
ハイフォン市は、自己資金でビンバオ浄水場(5,000 ㎥/日)に U-BCF を導入【第 3 ステップ】主力浄水場へ導入(2022 年)
JICA 無償資金協力事業によりアンズオン浄水場(100,000 ㎥/日)に U-BCF を導入し、ベトナムにおける U-BCF の普及に向けた広告塔とする。

【最終ステップ】ベトナム各地の浄水場に導入
水道水源の水質問題を抱えるベトナム各地の浄水場に U-BCF の整備を図る。

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○北九州市上下水道局事業年報
https://www.city.kitakyushu.lg.jp/suidou/s00200040.html
その他情報○北九州市上下水道局, 北九州市海外水ビジネス推進協議会 HP
https://kitaq-water-intl.jp/○d-maps.com
https://d-maps.com

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