No．2021-01

水道における紫外線処理設備導入及び維持管理の手引き

令和 3 年（2021 年）4 月

公益財団法人 水道技術研究センター

発刊に際して厚生労働省は、2019 年（令和元年）5 月 29 日付けで「水道におけるクリプトスポリジウム等対策指針」の一部改正を行いました。この改正により、紫外線処理の対象が拡大し、地表水を原水としたろ過後の水への紫外線処理が耐塩素性病原生物対策として位置づけられました。
また、最近では UV-LED の技術開発の進展もあり、さらにはクリプトスポリジウム等対策に限定されず、幅広い水分野への紫外線処理技術の一層の適用拡大も考えられるところです。
このような背景のもと、公益財団法人水道技術研究センターでは、令和元年度に水道における紫外線処理技術の適用拡大を主な目的としたプロジェクト（UV-ACE：Ultraviolet Application,

Combination and Extension）を立ち上げました。このプロジェクトでは、水道における紫外線処
理技術の適用拡大に向けて、地下水のみならず地表水も対象とした紫外線処理設備の導入及び維持管理に関する手引きの作成と、紫外線水処理技術を広く普及することを目的として 2020 年
度末（令和 2 年度末）までの 2 年間にわたって活動を行いました。

UV-ACE プロジェクトの 1 年目の成果として令和 2（2020）年 3 月に作成された「水道における紫外線処理設備導入及び維持管理の手引き〜 導入編 〜」は、2009 年（平成 21 年）7 月に財団法人水道技術研究センターが発行した「地表水以外の水への適用における紫外線処理設備維持管理マニュアル」をベースとして、今般の水道におけるクリプトスポリジウム等対策指針の改正を受け、地表水への紫外線処理設備の導入を中心に、新しい知見を追加したものです。
そして、UV-ACE プロジェクトの 2 年目の成果が「維持管理編」であり、導入編と維持管理編を統合した完成版が、今回発刊することとなった「水道における紫外線処理設備導入及び維持管理の手引き」となります。

UV-ACE プロジェクトに参加して精力的に手引きの作成に当たっていただいた企業メンバーの方々、手引きの作成に当たって指導・助言をいただいた委員長の神子直之・立命館大学理工学部教授をはじめとした学識経験者の方々、本プロジェクトにご協力いただいた水道事業体の方々、そして、オブザーバーとして参加・助言をいただいた厚生労働省水道課の方々に厚く御礼申し上げます。
この手引きが広く活用され、クリプトスポリジウム等対策が大きく前進することを期待しています。

令和 3 年（2021 年）3 月
公益財団法人 水道技術研究センター
理事長 安藤 茂

目次
1. 目的と背景 ..........................................................................................................1
1.1.

本書の目的 .................................................................................................................................1

1.2.

背景 ............................................................................................................................................1【1 章参考文献】 ..................................................................................................................................3

2. 水道における紫外線処理の基礎..........................................................................5
2.1.

紫外線処理の歴史 ......................................................................................................................5

2.2.

本書における定義 ......................................................................................................................92.3.

紫外線とは .................................................................................................................................92.3.1.

紫外線.................................................................................................................................92.3.2.

紫外線強度と紫外線照射量 ..............................................................................................102.4.

紫外線の発生機構 ....................................................................................................................142.4.1.

紫外線ランプ ....................................................................................................................142.4.2.

UV-LED ............................................................................................................................152.5.

紫外線による微生物の不活化 ..................................................................................................15

2.5.1.

不活化機構 .......................................................................................................................15

2.5.2.

紫外線による不活化効果..................................................................................................16

2.5.3.

不活化効果と RED（換算紫外線照射量）........................................................................192.5.4.

回復現象 ...........................................................................................................................192.6.

紫外線処理の性能に影響する因子 ...........................................................................................212.6.1.

処理対象水の水質(紫外線透過率、濁度、色度)...............................................................212.6.2.

ファウリング ....................................................................................................................22

2.6.3.

装置内での紫外線の反射..................................................................................................232.7.

紫外線処理による反応・副生成物 ...........................................................................................23

2.7.1.

残留塩素との反応 ............................................................................................................23

2.7.2.

消毒副生成物 ....................................................................................................................24

2.8.

対策指針における紫外線照射性能の考え方の変遷 .................................................................25

2.8.1.

対策指針の改正 ................................................................................................................25i2.8.2.
2.9.

紫外線照射装置選定における処理対象水の透過率データの重要性 ................................25

紫外線処理設備の特長 .............................................................................................................26【2 章参考文献】 ................................................................................................................................27

3. 紫外線照射装置.................................................................................................313.1.

紫外線光源 ...............................................................................................................................34

3.1.1.

光源の種類 .......................................................................................................................34

3.1.2.

発光波長分布 ....................................................................................................................37

3.1.3.

紫外線強度維持率 ............................................................................................................39

3.1.4.

光源の特徴 .......................................................................................................................40

3.2.

ランプスリーブ等 ....................................................................................................................423.3.

紫外線ランプ、ランプスリーブの破損 ...................................................................................433.4.

紫外線照射槽 ...........................................................................................................................433.5.

紫外線強度計 ...........................................................................................................................44

3.6.

付属制御盤 ...............................................................................................................................463.7.

自動洗浄装置 ...........................................................................................................................463.8.

温度計又は温度センサ .............................................................................................................47【3 章参考文献】 ................................................................................................................................49

4. 紫外線処理設備の導入 ......................................................................................514.1.

紫外線処理設備適用の要件......................................................................................................51

4.1.1.

適用パターン ....................................................................................................................51

4.1.2.

適用水質 ...........................................................................................................................52

4.1.3.

求められる性能と紫外線照射量 .......................................................................................52

4.1.4.

紫外線処理と組み合わせる場合のろ過の運転管理 ..........................................................534.2.

紫外線処理設備の計画 .............................................................................................................53

4.2.1.

紫外線処理設備における処理水量 ...................................................................................54

4.2.2.

処理対象水の水質 ............................................................................................................54

4.2.3.

紫外線照射装置の選定 .....................................................................................................54

4.2.4.

付帯設備 ...........................................................................................................................56ii

4.2.5.

設置場所の選定 ................................................................................................................58

4.2.6.

適用位置 ...........................................................................................................................59

4.2.7.

その他留意事項 ................................................................................................................60

4.3.

据付・試運転時の留意点 .........................................................................................................61

4.3.1.

据付時の留意点 ................................................................................................................61

4.3.2.

試運転時の留意点 ............................................................................................................61

4.4.

認可変更...................................................................................................................................61【4 章参考文献】 ................................................................................................................................64

5. ケーススタディ.................................................................................................655.1.

紫外線処理設備導入の流れ......................................................................................................66

5.2.

A 浄水場での検討例.................................................................................................................68

5.2.1.

基本情報 ...........................................................................................................................68

5.2.2.

紫外線処理適用可否の確認 ..............................................................................................73

5.2.3.

紫外線処理設備の概要 .....................................................................................................73

5.2.4.

損失水頭、必要スペースの検討 .......................................................................................75

5.2.5.

設置箇所 ...........................................................................................................................79

5.2.6.

設備更新概要 ....................................................................................................................80

5.3.

B 浄水場での検討例 .................................................................................................................81

5.3.1.

基本情報 ...........................................................................................................................81

5.3.2.

紫外線処理適用可否の確認 ..............................................................................................85

5.3.3.

紫外線処理設備の概要 .....................................................................................................86

5.3.4.

損失水頭、必要スペースの検討 .......................................................................................88

5.3.5.

設置箇所 ...........................................................................................................................90

5.3.6.

設備更新概要 ....................................................................................................................92

5.4.

C 浄水場での検討例 .................................................................................................................93

5.4.1.

基本情報 ...........................................................................................................................93

5.4.2.

紫外線処理適用可否の確認 ..............................................................................................97

5.4.3.

紫外線処理設備の概要 .....................................................................................................97

5.4.4.

損失水頭、必要スペースの検討 .......................................................................................99

5.4.5.

設置箇所 .........................................................................................................................101

5.4.6.

設備更新概要 ..................................................................................................................103

5.5.

D 浄水場での検討例...............................................................................................................104iii

5.5.1.

基本情報 .........................................................................................................................104

5.5.2.

紫外線処理適用可否の確認 ............................................................................................109

5.5.3.

紫外線処理設備の概要 ...................................................................................................109

5.5.4.

損失水頭、必要スペースの検討 ..................................................................................... 111

5.5.5.

設置箇所 ......................................................................................................................... 113

5.5.6.

設備更新概要 .................................................................................................................. 114

5.6.

E 浄水場での検討例 ............................................................................................................... 115

5.6.1.

基本情報 ......................................................................................................................... 115

5.6.2.

紫外線処理適用可否の確認 ............................................................................................ 119

5.6.3.

紫外線処理設備の概要 ...................................................................................................120

5.6.4.

損失水頭、必要スペースの検討 .....................................................................................121

5.6.5.

設置箇所 .........................................................................................................................123

5.6.6.

設備更新概要 ..................................................................................................................124

5.7.

F 簡易水道での検討例............................................................................................................125

5.7.1.

基本情報 .........................................................................................................................125

5.7.2.

紫外線処理適用可否の確認 ............................................................................................128

5.7.3.

紫外線処理設備の概要 ...................................................................................................129

5.7.4.

損失水頭、必要スペースの検討 .....................................................................................131

5.7.5.

設置箇所 .........................................................................................................................133

5.7.6.

設備更新概要 ..................................................................................................................134

5.8.

ケーススタディのまとめ .......................................................................................................135

6. 運転管理と維持管理 .......................................................................................137
6.1.

性能の管理 .............................................................................................................................137

6.1.1.

水質の管理 .....................................................................................................................137

6.1.2.

流量の管理 .....................................................................................................................138

6.1.3.

紫外線強度の管理 ..........................................................................................................138

6.2.

運転管理.................................................................................................................................138

6.2.1.

予備機の運用方法 ..........................................................................................................138

6.2.2.

運転開始・停止時の留意点 ............................................................................................138

6.2.3.

運転制御 .........................................................................................................................139

6.2.4.

長期停止時の留意点 .......................................................................................................139

6.2.5.

結露対策の留意点 ..........................................................................................................139

6.2.6.

寒冷地における留意点 ...................................................................................................140

6.3.

日常の維持管理 ......................................................................................................................140iv

6.3.1.

紫外線光源 .....................................................................................................................140

6.3.2.

紫外線強度計 ..................................................................................................................141

6.3.3.

ランプスリーブの洗浄 ...................................................................................................141

6.3.4.

紫外線透過率計 ..............................................................................................................142

6.3.5.

紫外線反射率の測定及び維持管理 .................................................................................142

6.4.

定期点検.................................................................................................................................142

6.5.

異常時の対応 .........................................................................................................................145

6.5.1.

漏水異常 .........................................................................................................................145

6.5.2.

紫外線強度低下 ..............................................................................................................147

6.5.3.

水温異常 .........................................................................................................................147

6.5.4.

ランプスリーブ等破損（水銀漏洩）対策 ......................................................................147

6.5.5.

その他.............................................................................................................................1486.6.

予備部品.................................................................................................................................1496.7.

紫外線光源の廃棄及び回収....................................................................................................150

6.8.

安全管理.................................................................................................................................151【6 章参考文献】 ..............................................................................................................................153

7. 事例紹介 .........................................................................................................155
7.1.

光市水道局 林浄水場（山口県） .....................................................................................156

7.1.1.

導入の経緯 .....................................................................................................................156

7.1.2.

施設概要 .........................................................................................................................156

7.1.3.

処理フロー .....................................................................................................................156

7.1.4.

紫外線処理設備の内容 ...................................................................................................157

7.1.5.

水質データ .....................................................................................................................158

7.1.6.

維持管理 .........................................................................................................................158

7.1.7.

装置の外観 .....................................................................................................................159

7.1.8.

その他ヒアリング情報 ...................................................................................................160

7.2.

大竹市上下水道局 防鹿水源地（浄水場）及び三ツ石調整池（広島県） .......................162

7.2.1.

導入の経緯 .....................................................................................................................162

7.2.2.

施設概要 .........................................................................................................................162

7.2.3.

処理フロー .....................................................................................................................162

7.2.4.

紫外線処理設備の内容 ...................................................................................................163

7.2.5.

水質の管理 .....................................................................................................................164v

7.2.6.

維持管理 .........................................................................................................................165

7.2.7.

紫外線処理建屋と装置の外観 ........................................................................................166

7.2.8.

その他ヒアリング情報 ...................................................................................................167

7.3.

A 市上下水道部 Z 浄水場 ....................................................................................................168

7.3.1.

導入の経緯 .....................................................................................................................168

7.3.2.

施設概要 .........................................................................................................................168

7.3.3.

処理フロー .....................................................................................................................168

7.3.4.

紫外線処理設備の内容 ...................................................................................................169

7.3.5.

水質データ .....................................................................................................................170

7.3.6.

維持管理 .........................................................................................................................171

7.3.7.

装置の外観 .....................................................................................................................171

7.3.8.

その他ヒアリング情報 ...................................................................................................172

7.4.

A 市上下水道部 W 浄水場 ...................................................................................................174

7.4.1.

導入の経緯 .....................................................................................................................174

7.4.2.

施設概要 .........................................................................................................................174

7.4.3.

処理フロー .....................................................................................................................174

7.4.4.

紫外線処理設備の内容 ...................................................................................................175

7.4.5.

水質データ .....................................................................................................................176

7.4.6.

維持管理 .........................................................................................................................177

7.4.7.

装置の外観 .....................................................................................................................177

7.4.8.

その他ヒアリング情報 ...................................................................................................178

7.5.

岩美町環境水道課 恩志浄水場 （鳥取県）.......................................................................180

7.5.1.

導入の経緯 .....................................................................................................................180

7.5.2.

施設概要 .........................................................................................................................180

7.5.3.

処理フロー .....................................................................................................................180

7.5.4.

紫外線処理設備の内容 ...................................................................................................181

7.5.5.

水質データ .....................................................................................................................182

7.5.6.

維持管理 .........................................................................................................................182

7.5.7.

装置の外観 .....................................................................................................................183

7.5.8.

その他ヒアリング情報 ...................................................................................................183

7.6.

宮田村建設課

上の宮浄水場 （長野県） ..........................................................................185

7.6.1.

導入の経緯 .....................................................................................................................185

7.6.2.

施設概要 .........................................................................................................................185

7.6.3.

処理フロー .....................................................................................................................185

7.6.4.

紫外線処理設備の内容 ...................................................................................................186

7.6.5.

水質データ .....................................................................................................................187vi

7.6.6.

維持管理 .........................................................................................................................1877.6.7.

装置の外観 .....................................................................................................................188

7.6.8.

その他ヒアリング情報 ...................................................................................................189

7.7.

茅野市都市建設部水道課 北大塩中区配水池 （長野県） .................................................190

7.7.1.

導入の経緯 .....................................................................................................................190

7.7.2.

施設概要 .........................................................................................................................190

7.7.3.

処理フロー .....................................................................................................................190

7.7.4.

紫外線処理設備の内容 ...................................................................................................191

7.7.5.

水質データ .....................................................................................................................192

7.7.6.

維持管理 .........................................................................................................................193

7.7.7.

装置の外観 .....................................................................................................................193

7.7.8.

その他ヒアリング情報 ...................................................................................................194

7.8.

長野県企業局

四ツ屋浄水場 （長野県） ..........................................................................195

7.8.1.

導入の経緯 .....................................................................................................................195

7.8.2.

施設概要 .........................................................................................................................1957.8.3.

処理フロー .....................................................................................................................1957.8.4.

紫外線処理設備の内容 ...................................................................................................196

7.8.5.

水質データ .....................................................................................................................197

7.8.6.

維持管理 .........................................................................................................................197

7.8.7.

装置の外観 .....................................................................................................................198

7.8.8.

その他ヒアリング情報 ...................................................................................................1997.9.

八戸圏域水道企業団

蟹沢浄水場（青森県） ...................................................................200

7.9.1.

導入の経緯 .....................................................................................................................200

7.9.2.

施設概要 .........................................................................................................................200

7.9.3.

処理フロー .....................................................................................................................201

7.9.4.

紫外線処理設備の内容 ...................................................................................................201

7.9.5.

水質データ .....................................................................................................................2027.9.6.

維持管理 .........................................................................................................................2027.9.7.

装置の外観 .....................................................................................................................2037.9.8.

その他ヒアリング情報 ...................................................................................................203

7.10.

青森市企業局水道部

横内浄水場（青森県） ...............................................................2047.10.1.

導入の経緯 .....................................................................................................................2047.10.2.

施設概要 .........................................................................................................................2047.10.3.

処理フロー .....................................................................................................................2047.10.4.

紫外線処理設備の内容 ...................................................................................................205

7.10.5.

水質データ .....................................................................................................................206vii

7.10.6.
7.11.

その他ヒアリング情報 ...................................................................................................207
羽曳野市水道局

石川浄水場 （大阪府） ......................................................................208

7.11.1.

導入の経緯 .....................................................................................................................208

7.11.2.

施設概要 .........................................................................................................................208

7.11.3.

処理フロー .....................................................................................................................208

7.11.4.

紫外線処理設備の内容 ...................................................................................................209

7.11.5.

水質データ .....................................................................................................................210

7.11.6.

維持管理 .........................................................................................................................210

7.11.7.

装置の外観 ..................................................................................................................... 211

7.11.8.

その他ヒアリング情報 ...................................................................................................212

7.12.

長島町水道課

川内浄水場（鹿児島県） ......................................................................214

7.12.1.

導入の経緯 .....................................................................................................................214

7.12.2.

施設概要 .........................................................................................................................214

7.12.3.

処理フロー .....................................................................................................................214

7.12.4.

紫外線処理設備の内容 ...................................................................................................215

7.12.5.

水質データ .....................................................................................................................216

7.12.6.

維持管理 .........................................................................................................................216

7.12.7.

装置の外観 .....................................................................................................................217

7.12.8.

その他ヒアリング情報 ...................................................................................................218

8. 国内での導入及び維持管理状況......................................................................221
8.1.

アンケート調査の実施 ...........................................................................................................221

8.1.1.
8.2.

アンケート調査の概要 ...................................................................................................221

紫外線処理の導入に関するアンケート結果 ..........................................................................2218.2.1.

施設能力 .........................................................................................................................221

8.2.2.

水源種別 .........................................................................................................................222

8.2.3.

浄水フロー .....................................................................................................................222

8.2.4.

前処理理由 .....................................................................................................................223

8.2.5.

紫外線処理設備導入の背景 ............................................................................................223

8.2.6.

紫外線処理設備の採用理由 ............................................................................................224

8.2.7.

施設能力と処理台数 .......................................................................................................224

8.2.8.

予備機.............................................................................................................................225

8.2.9.

ストレーナ設置状況および前処理 .................................................................................227

8.2.10.

施設能力と使用ランプ種類 ............................................................................................228

8.2.11.

装置 1 台当たりの処理能力とランプ出力 ......................................................................228

8.2.12.

施設能力と施設総ランプ出力 ........................................................................................229

viii

8.2.13.
8.3.

コスト.............................................................................................................................230

紫外線処理の維持管理に関するアンケート結果 ...................................................................235

8.3.1.

紫外線処理施設の運転実施主体 .....................................................................................235

8.3.2.

紫外線処理施設の点検実施主体 .....................................................................................235

8.3.3.

目視点検頻度 ..................................................................................................................235

8.3.4.

定期点検 .........................................................................................................................236

8.3.5.

ストレーナの清掃 ..........................................................................................................236

8.3.6.

紫外線照射装置の動作タイミング .................................................................................237

8.3.7.

紫外線処理設備における監視項目 .................................................................................237

8.3.8.

管理基準逸脱時の対応 ...................................................................................................238

8.3.9.

想定外のトラブルの有無とその内容 .............................................................................238

8.3.10.

導入時に想定していた効果の有無 .................................................................................239

8.3.11.

事前に把握しておきたかった詳細な内容の有無 ...........................................................240

8.3.12.

導入後の課題 ..................................................................................................................240

8.3.13.

導入維持管理の注意点 ...................................................................................................241

8.3.14.

施設能力当たりの年間交換費用 .....................................................................................241

8.3.15.

施設能力と維持管理費の関係 ........................................................................................242

8.4.

アンケート調査票 ..................................................................................................................243

9. 参考資料 .........................................................................................................249
9.1.

クリプトスポリジウム等対策に関する国内外の動向 ............................................................249

9.2.

日本における導入状況 ...........................................................................................................254

9.2.1.

年度別にみた紫外線処理設備導入状況 ..........................................................................254

9.2.2.

処理水量別にみた紫外線処理設備導入状況（2019 年度） ...........................................2559.3.

紫外線照射装置 JWRC 技術審査基準と適合認定 ..................................................................255

9.3.1.

技術審査基準 ..................................................................................................................255

9.3.2.

適合認定 .........................................................................................................................256

9.3.3.

技術審査基準 2019 年度版の主な特徴 ...........................................................................256

9.3.4.

既認定機種の取り扱い ...................................................................................................2569.4.

海外事例.................................................................................................................................2569.4.1.

Los Angeles Aqueduct 浄水場（米国） ............................................................................2569.4.2.

ニュージーランド ..........................................................................................................258

9.4.3.

その他海外事例 ..............................................................................................................260

9.5.

紫外線に関するコラム ...........................................................................................................263ix

9.5.1.

紫外線強度 .....................................................................................................................263

9.5.2.

紫外線照射量 ..................................................................................................................264

9.5.3.

RED ................................................................................................................................265

9.5.4.

紫外線耐性の異なる微生物の RED ................................................................................266【9 章参考文献】 ..............................................................................................................................26710.

添付資料 ......................................................................................................269

10.1.

用語集 ................................................................................................................................269

10.2.

略語集 ................................................................................................................................274x