日本と先進諸国との浄水処理の比較に関する考察
水道の国際比較に関する研究委員会調査報告

公益財団法人 水道技術研究センター
2018/2/5

１．はじめに（１）調査対象● アメリカ、カナダ、イギリス、オーストラリア、ニュージーランド、シンガポールの 6 カ国を選定し、その中から中核都市の 7 事業体 14 浄水場を調査した。

図１ 調査対象事業体所在地（２）調査項目● 調査対象事業体の WEB サイト等より、表１に示す調査項目の情報収集を行った。
表１ 調査項目一覧① 水道に関する基本情報② 浄水場に関する基本情報③ 浄水処理に関する情報事業形態、経営形態、給水人口、水道料金、浄水場数等
浄水場名、所在地、敷地面積、給水開始年、配置図、主な写真
水源、主な原水水質、施設能力、処理方式、注入薬品（浄水処理目的・浄水処理目的以外）、浄水処理フロー④ 特記事項特徴、日本の浄水処理との相違点⑤ その他その他設備（小水力発電設備等）、発注方式、 事業費1２．調査結果（１） 浄水処理方式及び注入薬品● 浄水処理方式及び注入薬品についての調査結果一覧を、表２に示す。
表２ 浄水処理方式及び注入薬品一覧
調査国
事業体
行政区名

アメリカ
Seattle Public Utilities
ワシントン州・シアトル市

New York City Water Board
ニューヨーク州・ニューヨーク市

カナダ

イギリス

METRO VANCOUVER
ブリティッシュコロンビア州バンクーバー市

Thames Water
ロンドン市＋周辺都市

浄水場名

シーダー浄水場

トルト浄水場

クロトン浄水場

キャッツキル・デラウェア
紫外線消毒施設

セイモア・キャピラノ
浄水場

コキットラム
紫外線消毒施設

テムズゲートウェイ
浄水場

ウォルトン浄水場

紫外線消毒

○

×

○

○

○

○

×

×

膜ろ過

×

×

×

×

×

×

○

×

高分子凝集剤

×

○

○

×

○

×

○

×

防食剤

○

○

○

○

○

○

○

不明（記載なし）

フッ素添加

×

○

○

○

×

×

×

×

調査国

オーストラリアニュージーランド

シンガポール

事業体
行政区名

Sydney Water
ニューサウスウェールズ州・シドニー市

Watercare
オークランド市

Public Utilities Board（PUB)
シンガポールワイカト川浄水場

ヘレンスビル浄水場

チャンギ
NEWaterプラント

×××

○

×

○

○

×

○

○

○

×

×

×

×

○

○

不明（記載なし）○

不明（記載なし）

不明（記載なし）○○

不明（記載なし）○

不明（記載なし）○

浄水場名

イラワラ浄水場

紫外線消毒×膜ろ過

×

高分子凝集剤

○

防食剤
フッ素添加

シドニー
淡水化プラント

トュアスプリング
淡水化プラント（２） 大規模紫外線消毒施設の導入● 大規模な紫外線消毒施設を導入している浄水場の調査結果詳細を、表３に示す。
表３ 紫外線消毒施設導入浄水場一覧
調査国

アメリカ

シンガポールMETRO VANCOUVER
ブリティッシュコロンビア州バンクーバー市

Public Utilities Board（PUB) / シンガポール

事業体
行政区名

Seattle Public Utilities
ワシントン州・シアトル市

浄水場名

シーダー浄水場

クロトン浄水場

キャッツキル・デラウェア
紫外線消毒施設

セイモア・キャピラノ
浄水場

コキットラム
紫外線消毒施設

チャンギ
NEWaterプラント

水源地表水（湖沼＋湧水）

地表水
（貯水池）

地表水
（貯水池）

地表水
（湖沼）

地表水
（湖沼）

下水処理水

処理フロー

オゾン＋紫外線消毒＋塩素消毒

溶解空気浮上法+急速ろ過+紫外線消毒

紫外線消毒

凝集沈殿＋砂ろ過＋
紫外線消毒＋塩素消
毒オゾン＋紫外線消毒＋
塩素消毒

精密ろ過膜（MF膜）＋逆浸透膜（RO膜）＋紫外線消毒

ランプ

中圧ランプ

低圧ランプ

低圧ランプ

低圧ランプ

低圧ランプ

低圧ランプ

68.1

110

848

180

120

22.8

計画処理量
（万m3/日）特徴

New York City Water Board
ニューヨーク州・ニューヨーク市

カナダ

・水質が良好な上流部から取 ・ニューヨーク市ではろ過 ・水質が良好な上流部 ・水質が良好な上流部 ・水質が良好な上流部 ・下水処理水が水源
水処理を行っていなかった から取水から取水から取水・NEWaterプラント4箇所
・地表水を水源とした大規模な が、水質悪化に伴い市 ・地表水を水源とした大 ・地表水を水源とした大 ・地表水を水源とした大 で国内需要の30%を賄
紫外線消毒設備
内でろ過設備を導入した 規模な紫外線消毒設備 規模な紫外線消毒設備 規模な紫外線消毒設備 い、2060年までには将来・オゾン処理を前処理に導入
初の施設
・ろ過処理の未実施
・オゾン処理を前処理に 需要の55%を満たす予・ろ過処理の未実施
・地表水を水源とした大導入
定
規模な紫外線消毒設備
・ろ過処理の未実施
・浄水は工業用水及び間・全て地中構造物
接飲用化されて使用

2

● 日本では、紫外線処理は地表水以外の原水に対してのみ、塩素消毒を組み合わせた方式で対応することが可能となっているが、アメリカやカナダでは地表水を対象とした大規模な紫外線消毒施設が導入されている。
特に、アメリカのキャッツキル・デラウェア紫外線消毒施設の施設能力は 848 万 m3/日(22.4億ガロン/日)、カナダのセイモア・キャピラノ浄水場の施設能力は 180 万 m3/日と規模が大きい。
● 日本の水道における紫外線処理施設の導入件数（平成 27 年度末現在）が 318 件で、それらの計画処理水量の総計が 109 万 m3/日であることから見ても、その規模の大きさがうかがえる。
● アメリカのシーダー浄水場及びキャッツキル・デラウェア紫外線消毒施設、カナダのコキットラム紫
外線消毒施設では、原水水質が良好なこともあり、紫外線消毒前にろ過処理設備を設けていない。なお、キャッツキル・デラウェア紫外線消毒施設では、豪雨等で原水濁度が５NTU を上回るようなときは、上流の貯水池に、貯水池出口濁度が５NTU 以下になるように、凝集剤の硫酸アルミニウムを注入している。
● 水資源に乏しいシンガポールでは、チャンギ NEWater プラントを含む４箇所で下水処理水を浄水処理して国内水需要の 30％を賄っている。シンガポールでは、下水処理水を新たな水源として位置づけており、2060 年までには、将来需要の 55％を満たす目標を掲げている。
また、浄水は工業用水及び間接飲用化されて使用されていることもあり、消毒として塩素ではなく紫外線を用いている。

図２：紫外線消毒施設 施設能力比較（参考資料：JWRC 水道ホットニュース № 524 号：「我が国の水道における紫外線処理設備の導入状況（全国計、平成 27 年度末現在）」より）

3

（３）合成有機高分子凝集剤の使用● 高分子凝集剤を注入している浄水場での使用用途について、表４に示す。
表４ 高分子凝集剤注入浄水場一覧
調査国

アメリカ

カナダ

イギリス

オーストラリアNew York City Water
Board
ニューヨーク州・ニューヨーク市

METRO VANCOUVER
ブリティッシュコロンビア州バンクーバー市

Thames Water
ロンドン市＋周辺都市

Sydney Water
ニューサウスウェールズ州・シドニー市

トルト浄水場

クロトン浄水場

セイモア・キャピラノ
浄水場

テムズゲートウェイ
浄水場

オゾン＋凝集沈澱
＋急速ろ過
＋塩素消毒

溶解空気浮上法+急速ろ過+紫外線消毒

凝集沈殿＋急速ろ過＋紫外線消毒＋塩素消毒

凝集沈澱+急速ろ過+限外ろ過膜(UF膜)+逆浸透膜(RO膜)+クロラミン消毒

前段ろ過
凝集沈澱＋急速ろ過＋逆浸透膜（RO膜）＋塩素消毒＋クロラミン消毒・フロック形成助剤
・ろ過助剤・フロック形成助剤

・凝集補助剤
・ろ過助剤

事業体
行政区名

Seattle PublicUtilities
ワシントン州・シアトル市

浄水場名

処理フロー

用途

・凝集補助剤
・ろ過助剤

・凝集補助剤
・ろ過助剤

45.4

110

計画処理量
（万m3/日）特徴・急速ろ過池はアンスラ
サイトの単層ろ過
・ろ過速度：最大700m/日
・凝集補助剤にはカチオン系高分子凝集剤を使用
・ろ過助剤にはアニオン系高分子凝集剤を使用
・凝集剤には塩化第二鉄を使用-

180

イラワラ浄水場

15.0

21.0

シドニー
淡水化プラント

・ろ過助剤

25.0

・カチオン系高分子凝集 ・大規模な淡水化プラン ・ろ過速度：約240～ ・大規模な淡水化プラン
剤を使用
ト
480m/日ト・凝集剤にはPACを使 ・凝集剤にはPACを使 ・凝集剤には塩化第二 ・凝集剤には塩化第二用
用
鉄を使用
鉄を使用
・ろ過速度：200～
・凝集補助剤にはカチオ
300m/日ン系高分子凝集剤を使用
・ろ過助剤にはノニオン
系高分子凝集剤を使
用● 合成有機高分子凝集剤（以下、「高分子凝集剤」）は、日本では浄水処理に適用されている事例は少ないが、海外では使用事例が多く、調査した 14 浄水場のうち 6 浄水場（アメリカ、カナダ、イギリス、オーストラリア）で使用が確認され、用途も凝集補助剤、フロック形成助剤、ろ過助剤と多様であった。
（参考）
表５ 高分子凝集剤の用途及び目的
用途

目的

凝集補助剤

凝集効果を高める

フロック形成助剤

沈降速度を向上させる

ろ過助剤

ろ過池での破過を抑制する※ 浄水処理における高分子凝集剤には、主に３つの用途があり、注入箇所により効果が異なる。

4

● 海外では、ろ過速度高速化のため、ろ過助剤として高分子凝集剤を使用している浄水場が確認され、カナダのセイモア・キャピラノ浄水場では最大ろ過速度 300m/日、オーストラリアのイラワラ浄水場では最大ろ過速度 480m/日での浄水処理が可能となっている。
また、アメリカのトルト浄水場では、アンスラサイト単層のろ過池においてろ過助剤として使用しているため、ろ過速度は 700 m/日まで可能となっている。
● 日本の急速ろ過池におけるろ過速度は、120～150m/日が一般的である。

図３：高分子凝集剤をろ過助剤として使用している浄水場の最大ろ過速度比較

5（４） 凝集剤の種類● 凝集剤を使用している浄水場の調査結果について、表６に示す。
表６ 凝集剤種類別一覧

・ 塩化第二鉄

アメリカ

・ 硫酸アルミニウム

カナダ

・ ポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）
・ ポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）

イギリス

・ ポリ硫酸第二鉄

オーストラリア・ 塩化第二鉄

ニュージーランド・ 硫酸アルミニウム● 調査した 14 箇所の浄水場中、凝集剤を使用していた浄水場は９箇所あり、その種類は、アメリカでは塩化第二鉄や硫酸アルミニウム、カナダではＰＡＣ、イギリスではＰＡＣやポリ硫酸第二鉄、オーストラリアでは塩化第二鉄、ニュージーランドでは硫酸アルミニウムが使用されていた。
● 日本では、凝集剤使用量全体に占める PAC の割合が約 90％となっている。

図４：日本における凝集剤使用量の種類別内訳（平成 26 年度水道統計より）

6

（５） 消毒剤の種類● 消毒剤を使用している浄水場の調査結果について、表７に示す。

表７ 消毒剤種類別一覧
・ 塩素

アメリカ

・ 次亜塩素酸ナトリウムカナダ

・ 次亜塩素酸ナトリウム・ クロラミンイギリス・ 二酸化塩素

オーストラリア・ 塩素・ クロラミン

ニュージーランド・ クロラミン

シンガポール・ クロラミン● トリハロメタン対策としてクロラミン処理を行っていた浄水場は、調査した 14 箇所の浄水場中 6箇所あり、海外では、トリハロメタン対策として、クロラミン処理を採用している浄水場が多く確認された。
● アメリカやカナダでは、今回調査した浄水場ではクロラミン処理を実施していなかったが、その他の地域において、広く実施されていることが確認された。
● 日本では、現在、クロラミン処理を実施している浄水場は無いこともあり、消毒剤使用量全体に占める次亜塩素酸ナトリウムの割合が約 95％となっている。

図５：日本における消毒剤使用量の種類別内訳（平成 26 年度水道統計より）

7

（６） 浄水処理目的以外の薬品● 浄水処理目的以外の薬品を使用している浄水場の調査結果について、表８に示す。

表８ 虫歯予防、管内腐食防止を目的とした注入薬品一覧
注入目的

国注入薬品・ アメリカ
虫歯予防・ オーストラリア

・ フッ素・ ニュージーランド

・ ケイフッ化水素酸・ シンガポール

・ アメリカ
・ カナダ
管内腐食防止・ イギリス
・ オーストラリア
・ ニュージーランド

・ 硝酸カルシウム・ 炭酸カルシウム
・ リン酸塩・ 水酸化ナトリウム・ ソーダ灰・ 消石灰● 虫歯予防のためのフッ素注入が、調査した 14 箇所の浄水場中、7 箇所（アメリカ、オーストラリア、ニュージーランド、シンガポール）で確認された。
● 多くの浄水場で管内腐食防止のために防食剤が注入されており、調査した 14 箇所の浄水場中、10 箇所（アメリカ、カナダ、イギリス、オーストラリア、ニュージーランド）で確認された。
● 日本では、管内腐食防止として消石灰や水酸化ナトリウムを使用している浄水場もある。

8

（７） その他使用薬品● 上記以外に使用されていた特徴的な使用薬品について、表９に示す。

表９ 過剰オゾン除去、ミネラル添加等を目的とした注入薬品一覧
注入目的

過剰オゾン除去国・ アメリカ・ イギリス
ミネラル添加・ オーストラリア・ シンガポール

塩素濃度調整・ イギリス

注入薬品・ 硫酸水素ナトリウム・ 亜硫酸水素ナトリウム・ 硫酸マグネシウム・ 消石灰

・ 亜硫酸水素ナトリウム● オゾン処理を実施している浄水場では、オゾン除去のため還元剤の薬品注入が確認された。
一方、日本では後段に活性炭吸着池を設けることとされているため、オゾン除去のための薬品注入は実施されていない。
● 海水淡水化を実施している浄水場では、ミネラル添加が確認された。

３．おわりに● 調査の結果、①大規模紫外線消毒施設の地表水への導入、②高分子凝集剤の使用やそれに伴う高速ろ過、③下水の飲用化、④クロラミン処理、⑤フッ素添加など、日本ではあまり普及していない技術が海外では適用されている事例も多く確認され、日本の水道の常識が、必ずしも世界の水道の常識とは限らないということが分かった。
● 凝集剤、高分子凝集剤、pH 調整剤、消毒剤、防食剤等の注入薬品の種類についても、国や浄水場ごとに様々であることが確認された。
● このような情報を知り、国内事例と比較することで、現在の事業の改善や強化を考えるきっかけの一助になることを期待している。

9