水道技術ジャーナル（2014年7月掲載）

日本最大規模の膜ろ過施設を導入した
川井浄水場再整備事業
横浜市水道局

はまピョン

1 ．はじめに稼働後約50年を経過した川井浄水場の再整備を明治34年から使用している配水池（写真 1 参照）までありました。

行い、平成26年 3 月、日本最大規模の膜ろ過方式の浄水場に生まれ変わりました。この事業は、日本ではじめて、浄水場全体の更新と運営管理をPFI事業で行うものです。今回、この特色ある事業をご紹介します。
2 ．長期ビジョンにおける浄水場配置の考え方
横浜市は、自然流下系の道志川系統及び相模湖

川井浄水場の再整備前の施設概要
施設名

規模・能力等

浄水能力

106,400㎥/日（標準）沈でん池

高速凝集沈でん池 3 池

ろ過池

急速砂ろ過式ろ過池 8 池

配水池

3池

排水処理施設排水池 3 池 排泥池 4 池
送泥ポンプ 2 台 返送ポンプ 2 台

有効容量10,100㎥

系統の水源を利用する川井、西谷、鶴ケ峰浄水場のほか、ポンプを多用する馬入川系統の水源を利用する小雀浄水場の４つの浄水場を有していました。
平成18年に「横浜水道長期ビジョン10か年プラン」を策定した際、「水質・水圧面で有利な自然流下系の浄水場を優先的に再整備して、 1 つの浄水場が 1 系統の原水を処理する合理的な水運用を行なう」との方針を定めました。
この方針を受け、明治34年に建設され、本市で最も古い川井浄水場を道志川系統の水利権の全量を処理できるよう増強し、 4 浄水場のうち、鶴ヶ峰を廃止することとしました。今回、川井浄水場▲写真 11 号配水池の再整備完成に伴い、予定通り鶴ヶ峰浄水場を廃止し、西谷は相模湖系統、川井は道志川系統の水源に集約し、 1 浄水場 1 水源を達成しました。

2 ）耐震診断結果
耐震診断を実施した結果、川井浄水場は、配水

3 ．再整備前の浄水場の状況

池、沈でん池、ろ過池など主要な施設の耐震性に

1 ）施設概要

問題があり、浄水場全体の抜本的な再整備が必要

川井浄水場は、主として道志川を水源としています。今回の再整備前の旧浄水施設は、拡張工事により昭和38年に完成して以降稼働後約50年を経て、老朽化が進んでいました。さらに、場内にはであることが判明しました。

水道技術ジャーナル

4 ．川井浄水場再整備のコンセプト

水質基準よりも厳しい横浜独自の水質目標と同等とする。

再整備にあたっては、単に施設の更新に止まらず、お客さまの声を基本とするとともに、今日の課題である環境の保全、コストの縮減などにも配ウ

新設対象施設では、水道法の責任を含めた施設の運転管理を第三者委託として行う。

慮した計画にする必要がありました。
そこで、次のコンセプトを基本に再整備を進め1 ）経緯ることにしました。
①6 ．膜ろ過方式の導入

安全でおいしい水を求めるお客さまの声を反浄水場の再整備を見据えて、水道局の技術陣の中ではかなり前から膜ろ過方式についても研究し耐震性を重視した施設整備を行うとともに、ていました。平成14年度から16年度にかけて行わ危機管理が万全な浄水場づくりを進める。

れた（公財）水道技術研究センターのe-Waterプ

電力や薬品使用量の低減を図ることに加え、ロジェクト（環境影響低減化浄水技術開発研究）

自然エネルギーを活用した省エネルギー型のの大規模浄水場への膜ろ過方式の適用に関する研環境にやさしい浄水場づくりを進める。

究の際、川井浄水場をフィールド提供し、その結見学コースの整備、案内板や事業紹介パネル果から、膜ろ過方式の導入の可能性に確信を持ちの設置など、市民が親しめる浄水場づくりをました。

進める。

2 ）導入理由

②

映させる。

③

④⑤

施設整備と運転管理の両コストを可能な限り圧縮できる最適な整備手法を選択する。

本事業で膜ろ過処理方式を採用したのは、次のような長所を有しているためです。
膜ろ過の長所

5 ．再整備方針
上記の基本コンセプトを踏まえ、再整備に当たっては、次のような方針により事業を進めました。

項目

導水残圧の有効利用

膜ろ過方式は、一般的にポンプ等により圧力を生じさせてろ過するシステムである。川井浄水場では、水源と浄水場の間に高低差（有効落差11.5m）があり、自然流下による導水残圧を有効利用できる。このため、ポンプが不用となり電力の大幅な節減が図れる。

原水水質原水である道志川の水質は、本市水源の中で最も清浄であり、膜ろ過方式に適している。

薬品使用量の削減

膜ろ過方式では、砂ろ過方式で使われている凝集剤が削減できる。

運転管理の効率化

運転管理の要員が少なくできるなど効率的な維持管理が図れる。

道志川系統全量（172,800㎥/日）を、上流からにより処理する。
2 ）事業手法について浄水場内の施設の整備及び運転・維持管理（20年間）の業務をＰＦＩ事業の対象とし、次の条件を付すこととする。
ア

施設整備にあたっては、既設浄水場施設を稼動させながら新設対象施設の建設工事を行う。

イ

浄水の水質は、浄水水質要求水準値を確保す

容

省スペース

1 ）浄水処理方式について本施設までの導水水圧を有効利用し、膜ろ過方式

内膜ろ過方式を導入する場合、沈でん池とろ過池が不要となり、少ないスペースで建設ができる。このため、既存の浄水処理施設を稼動しながら更新工事を進められ、給水に支障をきたさない。

るものとする。浄水水質要求水準値は、水道
7 ．ＰＦＩ方式の導入

浄水水質要求水準値の例
水質項目

川井浄水場の再整備にあたり、より効率的な整浄水水質要求水準値

水道水質基準一般細菌

1 個/mL以下

100個/mL以下

有機物（TOC）

1 mg/L以下

3 mg/L以下

濁度（膜ろ過）0.01度以下

2 度以下

For Money）が見込めたため、ＰＦＩを活用し色度

1 度以下5 度以下た再整備を進めることとしました。

備手法を検討するため、平成18年度に「ＰＦＩ導入可能性調査」を実施し、その結果、ＶＦＭ（Value水道技術ジャーナル

1 ）ＰＦＩの導入目的（ＳＰＣ）である、ウォーターネクスト横浜㈱が①担っています。

民間に蓄積されている膜ろ過方式に関する技術力やノウハウの活用②

設計・建設・維持管理までを一体とした事業

9 ．事業の考え方とすることにより、トータルコストの削減や1 ）事業者の役割
本事業は、ＰＦＩ手法を活用していることから、施設整備、施設の運転管理でのコスト削減③

最適なリスク管理を考慮し、運転管理、事故、事業者には、①効率的かつ効果的な浄水場施設の災害時の適正なリスク移転による負担軽減

新設工事の実施及び膜ろ過方式への円滑な移行、2 ）事業方式②維持管理期間中、要求する浄水水質を確保した

ＰＦＩには、様々な方式がありますが、本事業安定的かつ継続的な水の提供を行うこと、を期待

では、ＢＴＯ（Build Transfer Operate；民間事しています。このため事業者には、浄水場施設の業者が自ら資金調達を行い、施設を建設した後、工事及び維持管理への深い理解と十分なノウハウ

その施設の所有権を公共に移管した上で、民間事を有しているなど、本事業において期待される役業者がその施設の運営・管理を行う）方式を採用

割を果たす上で必要とされる能力を有しているこしました。ＢＴＯ方式を採用した理由は、コストとを求めました。

面で次の有利な点があったからです。

2 ）前提条件
本事業で整備する浄水施設は、道志川系統の清①国庫補助金が適用される。

②

固定資産税の支払いが発生しない。

澄な原水を用いますが、横浜市は、取水後、青山
沈澱池での処理により、最大濁度を30度までに抑8 ．事業概要

制します。そのため、事業者には濁度30度以下の1 ）施設整備

原水に対して、171,070㎥/日の生産水量を常時確

今回の再整備により、前述しましたように、道保できる浄水及び排水処理システムを構築するこ志川系統全量を処理できる浄水場となっています。とを求めました。

新設浄水場と既設浄水場の比較

3 ）要求する機能

新設浄水場

既設浄水場

処理能力

172,800㎥/日

106,400㎥/日

処理方式

膜ろ過方式

急速砂ろ過方式

配水池（新設） 1 池（撤去） 3 池
有効容量：30,000㎥ 有効容量：10,100㎥

ア

処理水量と主な膜ろ過水水質
本事業において、浄水場施設に求める処理能力と、求める膜ろ過水水質は次のとおりです。
要求する浄水能力と水質（新設）排水・脱水 （撤去）排水池 3 池、排水処理施設処理施設
排泥池 4 池浄水能力2 ）事業期間
事業期間は、平成21年度から45年度までの25年

最大取水及び処理水量

172,800㎥/日

膜ろ過水濁度

0.01度以下

配水池出口
残留塩素濃度

目標値±0.05ｍg/L間です。21年度からの 5 年間で、新設浄水場の設計、建設を行い、26年度から新設浄水場の供用を開始し、その後20年間にわたり、運転・維持管理

イ

構造物の耐用年数
配水池や管廊等の土木構造物や建築構造物は事を行います。

業期間終了後も市が継続して使用することから、3 ）事業費（契約時）次に示す耐用年数が維持できる仕様としました。

約265億円（消費税及び地方消費税相当額除く）
4 ）ＶＦＭ（契約時）約6％5 ）契約事業者
ＰＦＩ事業のために設立された特別目的会社

構造物の耐用年数
施設の内容

耐用年数

土木構造物（配水池等）

60年

建築構造物

50年

場内配管
（うち可動部を持つ弁類）

40年（30年）

水道技術ジャーナル

ウ

膜ろ過装置
膜ろ過装置は、事業期間にわたり適切な更新などを行い、事業期間終了後 1 年以上の性能を保持する仕様としました。事業期間終了後 1 年以内に膜ろ過装置が業務要求水準書に示された性能を下回った場合、事業者は自らの費用負担にて修繕を行うものとしています。
4 ）整備対象施設と業務範囲
整備対象となる施設と業務範囲は次のとおりです。
整備対象施設及び業務範囲
業務範囲
整備対象施設浄水施設

設計・ 運転・保全管理を工事 含む維持管理○○

新設対象施設

配水池

○

○

薬品設備

○

○

事業者用管理棟○○

排水処理施設

○

○

電気設備

○

○

計装設備

○

○

撤去

場内配管

○

○

その他必要な附帯施設○○

支障施設の撤去○―

既存浄水施設の撤去○―

5 ）管理範囲
事業者は、既設浄水場施設のうち、次の図に示す管理範囲において、今後20年間にわたり維持管理を行います。

既存の浄水施設を稼動させながら更新工事を行うため、撤去工事は、 2 段階に分けて行うこととしました。まず、第 1 段階として、新施設建設に支障となる旧緩速ろ過池などの撤去工事を行い、新設対象施設の建設スペースを確保しました。次に、新設浄水施設が完成し稼動した平成26年度に、第 2 段階として旧浄水施設を撤去します。

6 ）事業実施体制

上記に示す新設対象施設のうち、運転・保全管発注者である市と融資者との間で、直接協定を理を含む維持管理に関する業務範囲は次の図に示結び、ＳＰＣ、融資者、横浜市の協力関係が継続すとおりです。

する体制をとりました。

なお、本事業に係るリスク分担は、ＰＦＩ事業の実施方針の公表から入札に至るまでに、事業者からの計 4 回、2,710件の質問へ回答する過程で事業者の過度な負担とならないよう明確化し、決定しました。

水道技術ジャーナル

10．整備状況
1 ）工程
平成21年度に着手し、ＰＦＩ事業エリアの施設の撤去工事にはじまり、新施設の設置を進め、25年度には約 9 か月の試運転を実施し、26年 4 月の稼働を迎えました。

▲膜ろ過装置施設のフロー概要図2 ）完成施設
事業者の提案により、川井浄水場には、セラミッ11．市民に愛される施設へクス製の膜ろ過装置が導入されています。日本最横浜市は、お客さまが水道事業に親しみを感じ、大の既存膜ろ過浄水場が80,000㎥/日であったた

また、ご理解をいただけるよう、様々なＰＲを行っめ、川井浄水場は、これまでの約 2 倍の規模となています。そのため、本事業でも、次のような取りました。

組を行いました。

また、環境負荷軽減のため、配水池と膜ろ過棟の屋上に太陽光発電設備（336kW）が設置されています。

1 ）継続的な情報発信
局のウェブサイトにおいて本事業を紹介し、契約経緯がわかる資料を公開するとともに、毎月現場写真を掲載し、刻々と変化する施工現場の状況をご覧いただけるようにしました。これは、平成26年度の撤去工事においても継続予定です。
2 ）愛称の命名
新浄水施設は、これまでの川井浄水場の敷地の一部を占めていることから、既存浄水施設エリアと区分された新しい施設を総称した名前があると分かりやすく、愛着も持っていただけるのではないかとの思いから、愛称をつけることとしました。

▲航空写真（2013年 8 月撮影）

愛称命名に際しては、一般市民の方からの公募を実施し、「セラロッカ」に決定しました。
この愛称には、『「横浜の水は世界一おいしい！」
これから先100年以上も世界に誇れる安心でおい水道技術ジャーナル

しい水であるように願って、日本の高い技術力をの幹線を旧浄水場から 1 つずつセラロッカからの示すよう、セラミックスと、ろ過を融合させた名給水に切替えるとともに、 2 つの幹線の新規開始称を考えました。』との思いが込められています。

を行い、この作業の終了後、旧浄水場を停止しま3 ）環境に配慮した水道システムの構築した。大口径管の大規模な切替や運用開始など、横浜市は大正５年に山梨県道志村の水源涵養林

多くの部署が係わる検討が必要でしたが、約 9 かを取得し、約100年に渡り森林管理を行い、道志月かけて計画を策定し、局内関係部署やＳＰＣと川の良質な水を守る努力を続けており、この水質の綿密な調整も行い、お客さまにご迷惑をおかけが川井浄水場への膜ろ過の導入を可能としました。

することなく、無事に切り替えることができまし

また、近代水道創設時に選定された標高差を有効活用した施設配置により、浄水処理に電気エネた。
今後は、数か月かけて、給水エリアの拡大を徐々ルギーを必要としない施設とすることができましに進めていくこととしています。

た。すでに稼働している導水管内の小水力発電設2 ）第三者委託による維持管理備（270kW）に加えて、本事業で太陽光発電設

水道局とＳＰＣは、「取水から浄水場までは水備も導入できたことから、年間合わせて約180万

道局、浄水処理はＳＰＣ、送水から先は水道局」

kW（一般世帯約400軒分）を発電できる、よりと一連の水道システムを分担して、お客さまに水環境にやさしい浄水場とすることができました。

道水をお届けしていくことになります。安全、安さらに、川井浄水場が市内で最も標高の高い浄水定した給水のためには、双方が強みを発揮し、よ場であることから、今回の規模拡大に伴いポンプり連携して円滑な業務を行うことが重要です。

系の小雀浄水場の給水エリアを自然流下系の川井

現在、行っている維持管理モニタリングやきめ浄水場の給水エリアに変更することが可能とな

細かい情報交換、意見交換の経験は、安定稼働をり、省エネ、災害時対策の観点でも、さらなるメ図るとともに、水道局の膜ろ過方式に関する技術リットを生み出すことができています。このよう力の習得、向上にも役立ちます。に、水源から給水まで一貫して環境にやさしい水3 ）セラロッカに関する積極的な情報発信

道システムを構築することができ、現在の社会的本事業は、日本で初めて浄水場全体の更新、維課題に応えられるシステムの一例としてご紹介さ持管理をＰＦＩ事業として行ったこと、環境を重せていただいています。

視した水道システムを構築したこと、など特徴的な要素を持つ事業です。これらの事業で得た貴重な経験やノウハウ等は、今後、ＳＰＣと連携して情報発信していくことに加え、横浜市水道局の外郭団体である横浜ウォーター㈱の業務展開を通じた国内の他の水道事業体の課題解決にも役立てていただけるのではないかと期待しています。特に、「環境を重視した水道システムのモデル」は世界に誇れる技術として、広く海外へも発信していきたいと考えています。

環境にやさしい水道システムのＰＲパンフレット

施設見学のお申し込みも受け付けていますので、是非、現場で、多くの皆様にこの取組をご覧

12．おわりに再整備事業により、これまで経験したことのないことにチャレンジできましたのでご紹介します。
1 ）浄水場の切替の経験
4 月 1 日のセラロッカ稼働後、約 2 週間で 3 つ20いただきたいと考えております。