Transcript 資料２ - 日本水道協会

２時限目
第１章 水道施設の概要
1.3.6 消毒剤注入設備
1.3.7 紫外線処理設備
1.3.8 オゾン処理設備
1.3.9 活性炭吸着設備
1.3.10 排水処理施設
1.4
導水・送水・配水施設の役割と管理
1.5
水質管理の役割
1.6
監視制御システムの役割と管理
1.7
日常巡視
1.8
事故対策等
1.3.6 塩素注入設備
塩素注入設備の役割
前塩素注入
コロイドの凝集
中塩素注入
フロックの形成
懸濁物質負荷の減少
懸濁物質の
後塩素注入
消毒
最終除去
凝集剤
原
水
原水
急速混和池
フロック形成池
沈殿池
ろ過池
浄水池
消毒用薬品の種類と特徴
特 徴
・塩素剤とは，容易に塩素を放出して消毒効果のあるもの。
・塩素剤は消毒効果が大きく大量の水に対しても容易に消毒
できるとともに，消毒の効果が残留する利点がある。
・塩素はトリハロメタンなどの有機塩素化合物を生じ，特定
の物質と反応して臭気を強めることや，アンモニア態窒素と
反応して消毒効果が弱まるなどの性質を持っている。
名称
特徴
次亜塩素酸ナトリウム
・有効塩素濃度が12％以
上の淡黄色の液体
・アルカリ性が強い。
・濃度が高いものほど貯
蔵中に有効塩素が減少
・気泡が発生する。
液化塩素
・塩素ガスを液化したもの
・空気よりも重く刺激臭のガ
スで毒性が強い。
・有効塩素はほぼ100％
・貯蔵量が少なくて済む。
・品質が安定している。
次亜塩素酸カルシウム
・有効塩素濃度60％以上
・粉末・顆粒(かりゅう)・錠
剤
・保存性が良好である。
次亜塩素ナトリウム塩素注入設備の構成
次亜塩素ナトリウム注入設備
次亜注入設備フロー例
次亜注入設備（自然流下方式）
次亜塩素酸ナトリウム溶液の貯蔵室
１．貯蔵は，容器または貯蔵槽
２．換気装置または冷房装置を設置する
３．室温が20度程度
有効塩素濃度の経日変化
塩素酸濃度の経日変化
塩素注入設備の管理
維持管理
・予備設備（予備機，予備配管）
・日常の管理（分解清掃，注入量の誤差を定期的に確認，タ
ンク外部の状態や配管等を点検）
・薬品の漏えいは細心の注意が必要
運転管理
・注入場所は，塩素と水が十分均等に混合するところを選定
・注入率は，必要な程度に止め，過剰にならないように配慮
・気泡の発生及びスケール付着による注入不良事故を防止
・塩素塩酸濃度が上昇するので，長期間保管しないよう注意す
るとともに，温度管理を適切に行う。
・取扱い作業時には保護具を使用
一口メモ（遊離残留塩素と結合残留塩素）
遊離残留塩素
・塩素は水に溶解すると，水と反応して次亜塩素酸HClO）
と塩酸（HCl）とになり，次亜塩素酸は，その一部が次亜
塩素酸イオン（ClO-）と水素イオン（H+）に解離する。
・次亜塩素酸と次亜塩素酸イオンを遊離残留塩素という。
結合残留塩素
・水中にアンモニア態窒素があると，塩素はこれと反応し
てクロラミンを生じる。クロラミンには，モノクロラミン
（NH２Cl），ジクロラミン（NHCl２）及びトリクロラミン
（NCl３）があり，アンモニア態窒素と塩素の存在比に応じ
て異なるクロラミンが生成される。
・モノクロラミンとジクロラミンを結合残留塩素という。
1.3.7 紫外線処理設備の役割と管理
紫外線処理・・・紫外域の光エネルギーを微生物に照射することで
核酸（ＤＮＡ）を損傷させて不活化する処理方式
特
徴
・・・ ①残留物が生じない。
②原水ｐＨの影響をほとんど受けない。
③少ない照射量（１０mＪ//cm2）で99.9％の不活化が可能
④敷地面積が小さく，建設費，維持管理費が安価である
紫外線処理設備
紫外線処理設備の役割
紫外線の殺菌作用（対微生物）
紫外線が微生物の遺伝子（ＤＮＡ）に吸収される
吸収された紫外線がＤＮＡの複製を阻害
微生物の生理活動、分裂、増殖が喪失
微生物の不活化
紫外線処理の目的
塩素に対し耐性のあるクリプトスポリジウムやジアルジアの不活化
クリプトスポリジウム対策
地表水以外を原水とする場合、ろ過設備の代わりに紫外線処理設備
を用いることでクリプトスポリジウム等を不活化することが可能。
（※地表水を原水とする場合は、ろ過設備の設置が必要）
紫外線処理設備の構成
紫外線処理の基本工程
①
水
源
ポ
ン
プ
所
①原水汲上げ
④
②
③
ス
ト
レ
ー
ナ
紫
外
線
処
理
装
置
②不純物除去
③紫外線処理
緊
急
着遮
水断
井ゲ
ー
ト
弁
次亜注入
配
水
池
④次亜（塩素）注入
紫外線照射処理装置のタイプ別概要
設置
方式
照射
方式
概要
管路型（インラインタイプ）
開水路型（水路タイプ）
内照式
外照式
内照式
外照式
管路内に防水用
ランプスリーブを
設け、紫外線を
流路内部から照
射する
紫外線透過性
の管路の外部
に紫外線ランプ
を設置して紫外
線を照射する
水路内に防水
用ランプスリー
ブを設け、紫外
線を流路内部
から照射する
水路上部に紫
外線ランプを設
置して紫外線を
照射する
紫外線ランプ
模式図
石英スリーブ
フッ素樹脂製
チューブ
石英スリーブ
紫外線ランプ
紫外線処理設備の管理
管 理
項 目
運 転
安 全
対 策
維持管理上の留意点
･運転中は十分に紫外線が照射されていることを紫外線強度計により確認する。
･原水の水質は，濁度2度以下，色度5度以下であること
･紫外線が人体に直接照射されるとその部分の細胞に異常が生じ損傷を受ける場
合があるため，短時間であっても人体露出部分への紫外線の直接照射を避ける
必要がある。
･ランプスリーブの洗浄やランプ交換を行う際は，紫外線ランプを消灯する。
･点灯時に作業する必要がある揚合には手袋や紫外線保護マスク等を着用する。
紫外線照射装置
1.3.8 オゾン処理設備の役割と管理
オゾン処理設備の役割
オゾン処理設備のポイント
１. オゾンの強い酸化力により、異臭味の除去や有機物
の分解を主な目的として導入される。
2. 様々なオゾン処理副生成物を生成するので、オゾン
単独の処理では使用できない。このため、粒状活性炭
処理を後段に設ける。
３．塩素よりも強い消毒効果はあるが、残留性が少な
いため水道の消毒剤としては使用できない。
オゾン処理設備の構成
1.オゾン発生設備
2.オゾン接触池
オゾン処理設備フロー図
3.排オゾン処理設備
オゾン発生設備
オゾン接触槽
オゾン発生器
排オゾン処理設備
ディフューザ方式
点検窓
充填塔
排風機
排オゾン処理設備
下方注入方式
オゾン接触槽の概略図
下方注入式
オゾン接触槽
散気管
ディフューザー方式オゾン接触槽の概略図
ディフーザー方式の
オゾン接触槽概略図
下方注入方式の
オゾン接触槽概略図
オゾン処理設備の管理
運転管理
１．安定したオゾン濃度の確保には、発生器の投入電
力、原料空気の量等適正に管理する。
２．効率良く反応させるため，溶存オゾン濃度を一定時
間保持することが重要である。
３．臭素酸が生成されるので、オゾンの過剰注入を避け
た制御を行う必要がある。
点検整備
・日常点検においては、オゾンの漏洩とともに、設備
の劣化等による異常に注意する。
1.3.9 活性炭吸着設備の役割と管理
活性炭吸着設備の役割
活性炭処理は、凝集、沈澱、砂ろ過という通常の浄水
処理で除去できない以下の有機物質等の除去が可能
である。
1.
2.
3.
4.
5.
6.
カビ臭物質（ジェオスミン， 2-MIB等）
陰イオン界面活性剤
フェノール類
トリハロメタン（THM）及びその前駆物質
農薬等
トリクロロエチレン，アンモニア態窒素等
活性炭処理の方法
粉末活性炭処理
・注入方式には乾式と湿式があり、通常凝集処理以前
の原水に対して注入。
・水質事故の応急的あるいは短時間の使用の場合に
適用される。
粒状活性炭処理
・吸着槽に粒状活性炭を充填し、これに処理水を流入
させ吸着除去する。
・吸着効果を主とした方式と生物活性炭吸着方式とが
ある。
・接触槽方式の基本的なタイプは，固定層式と流動層
式に分類される。
活性炭吸着設備の構成
（粉末活性炭注入設備）
粉末活性炭吸着設備の構成例（湿式）
粉末活性炭吸着設備の構成例（乾式）
活性炭吸着設備の管理
粉末活性炭
・微細な粉末であり、高濃度注入時や急速ろ過継続
時間が長くなると、ろ過水中に活性炭が漏出しやす
くなるため、凝集効果を上げる。
粒状活性炭
・吸着槽ごとに活性炭の大きさや層厚、吸着能など
の記録簿を作成し管理しておく。
・吸着性能の調査は定期的に実施し、その結果を基
に更新や再生計画に反映させる。
粒状活性炭の接触槽
固定層方式
・固定層式の生物活性炭吸着池を使用していると、流
水抵抗が増大したり、線虫やワムシ等が繁殖したりす
るので浄水で定期的に洗浄することが必要である。
流動層方式
・活性炭の流動により生物層が常に更新されるため、
安定した処理効果が期待できる。
・活性炭の強度、摩耗性、流動性に注意が必要。
・浄水で定期的に洗浄する必要がある。
1.3.10 排水処理施設の役割と管理
排水処理設備の役割
排水処理設備のポイント
１．ろ過池の洗浄排水、沈澱池に堆積したスラッジを受け
入れ、処理水の河川放流や原水への返送と、発生す
るケーキの有効利用又は埋立処分で終了する。
2. 放流水には排水基準が適用され，公共用水域の水質
保全のため，万全を期す必要がある。
3. 排水処理の処理効率は，浄水処理での薬品注入と密
接に関係するため，有機的な運用に努める。
排水処理フロー図
排水池
排泥池
濃縮槽
脱水機
原水又は河川へ
脱水施設
・濃縮スラッジから更に水分を減少させ、運搬その他、取
扱いが便利なように、ケーキとして処分を容易にする。
・自然乾燥方式及び機械脱水方式に大別できる。
脱水ケーキ
加圧脱水機
天日乾燥床（脱水ケーキ）
処分施設
・ケーキは、「廃棄物の処理及び清掃に関する法律」に
規定する産業廃棄物であり、法律に沿った処分を行う。
埋立て処分・有効利用
埋立て処分地
園芸用用土
排水処理施設の管理
運転管理
･排水池や濃縮槽では、ろ過池洗浄排水量並びに汚泥濃度や
汚泥量を常に把握しておく。
･脱水施設では機器運転中の汚泥供給状況や脱水ケーキの
状態を、適時 確認しスラッジの供給量を調整する。
維持管理
･排水処理工程における設備の維持管理は、日常点検や定期点
検を計画的に行い、浄水場機能全体に影響がないように努める。
点検整備
･汚泥や異物混入による動作不良や、故障を防止するために定
期的な点検整備を実施する。
1.4 導水･送水･配水施設の役割と管理
導水施設
目 的
・取水施設で取り入れた原水
を浄水場まで導くための施設
図-1.13.3 導水渠
（琵琶湖疎水，京都市）
方 式
・自然流下式，ポンプ加圧式
及び併用式
取水施設と浄水施設間の標
高差，路線の地形等
・開水路式，管水路式
自由水面の有無
・地下式、地表式
地表面との関係
導水渠（琵琶湖疎水，京都市）
配水施設
配水施設
・配水池から給水施設まで配水す
る施設
・浄水を貯留，輸送，分配，供給す
る機能
・配水池，配水管，ポンプ及びバル
ブ等の管路付属設備から構成
・配水方式
自然流下式，ポンプ加圧式
配水塔
取水・導水・送水・配水ポンプ場
ポンプの種類
・取水ポンプ：河川等の取水地点
から原水を取水するためのポンプ
・導水ポンプ：取水した原水を浄水
場まで導水するためのポンプ
・送水ポンプ：浄水を浄水池（配水
池）から配水池へ送水するポンプ
・配水ポンプ：配水池から直接，需
要者（お客様）に配水するポンプ
・増圧ポンプ：一部配水区域の不
足圧力を補うために，配水管の途
中に設置
吐出弁
逆止弁
ポンプ
ポンプ施設
取水･導水･送水･配水施設の管理
維持管理
①設備や機器の種類，規模，特徴，設置場所等により異なる。
②点検整備の標準化を図る。
③機器が正常動作するように日頃から保守点検を行う。
④効果的な維持管理を行うためにマニュアルを作成する。
運転管理
①貯水量，流入量，配水量の時間的変化を測定し記録する。
②施設の特性を良く理解し適切な運転監視を行う。
③運転管理マニュアル等を作成し運転状態の判断基準や注
意事項，機器の操作方法などを記載
一口メモ（回転速度制御と弁制御とは）
ポンプの性能曲線
1.5 水質管理の役割
水道水質に関する基準
水質基準は、厚生労働省が定めた水道水の基準で、給水栓水道水に一律に課せられ、
その遵守と検査が水道事業者に義務づけられています。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
水質管理項目
一般細菌
大腸菌
カドミウム及びその化合物
水銀及びその化合物
セレン及びその化合物
鉛及びその化合物
ヒ素及びその化合物
六価クロム化合物
シアン化物イオン及び塩化シアン
硝酸態窒素及び亜硝酸態窒素
フッ素及びその化合物
ホウ素及びその化合物
四塩化炭素
1,4-ジオキサン
シス-1,2-ジクロロエチレン及びトラン
ス-1,2-ジクロロエチレン
ジクロロメタン
テトラクロロエチレン
トリクロロエチレン
ベンゼン
塩素酸
クロロ酢酸
クロロホルム
ジクロロ酢酸
ジブロモクロロメタン
臭素酸
基準
100FCU/ml以下
検出されないこと
0.003mg/L以下
0.0005mg/L以下
0.01mg/L以下
0.01mg/L以下
0.01mg/L以下
0.05mg/L以下
0.01mg/L以下
10mg/L以下
0.8mg/L以下
1.0mg/L以下
0.002mg/L以下
0.05mg/L以下
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
水質管理項目
総トリハロメタン
トリクロロ酢酸
ブロモジクロロメタン
ブロモホルム
ホルムアルデヒド
亜鉛及びその化合物
アルミニウム及びその化合物
鉄及びその化合物
銅及びその化合物
ナトリウム及びその化合物
マンガン及びその化合物
塩化物イオン
カルシウム、マグネシウム等（硬度）
蒸発残留物
0.04mg/L以下
40 陰イオン界面活性剤
0.02mg/L以下
0.01mg/L以下
0.01mg/L以下
0.01mg/L以下
0.6mg/L以下
0.02mg/L以下
0.06mg/L以下
0.04mg/L以下
0.1mg/L以下
0.01mg/L以下
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
ジェオスミン
2-メチルイソボルネオール
非イオン界面活性剤
フェノール類
有機物(全有機炭素（ＴＯＣ）の量)
pH値
味
臭気
色度
濁度
基準
0.1mg/L以下
0.2mg/L以下
0.03mg/L以下
0.09mg/L以下
0.08mg/L以下
1.0mg/L以下
0.2mg/L以下
0.3mg/L以下
1.0mg/L以下
200mg/L以下
0.05mg/L以下
200mg/L以下
300mg/L以下
500mg/L以下
0.2mg/L以下
0.00001mg/L以下
0.00001mg/L以下
0.02mg/L以下
0.005mg/L以下
3mg/L以下
5.8以上8.6以下
異常でないこと
異常でないこと
5度以下
2度以下
（平成23年改定時のもの）
水質管理と水質試験
水道の水質管理とは
・水源から給水栓水に至る水道
システム全体の水質を管理
水質試験を行う目的
①原水水質の把握
②浄水処理施設の適正な運転
管理
③給水栓水の安全性の確認
水質測定計器（集中設置式）
水質測定装置等の管理
濁度
・最も基本的な水質項目
① 2度以下（水質基準）
② ろ過池出口で0.1度以下
・濁度計は，機種によって特徴
に差があるので，注意が必要
濁度計の維持管理
・機種，試料水の質等により，
保守の頻度や方法が異なる。
・計器の安定性は良いが，適切
な維持管理が必要
濁 度 計
一口メモ
（水道生物による浄水処理障害について）
ミクロキスティス
（ろ過水漏洩）
シネドラ アクス
（ろ過閉塞）
ウログレナ
（生臭臭）
オーラコセイラ
（ろ過閉塞）
アナベナ
（カビ臭）
スケレトネマ
（凝集阻害）
キクロテラ
（ろ過水漏洩）
1.6 監視制御システムの役割と管理
• 浄水処理プロセスの安定化、安全な運転管
理、効率的かつ効果的な運転
• 測定信号や状態情報を収集・分析し、監視・
操作・制御を行う
• 日常の巡視や定期的な点検・整備が大切
運転監視
監視制御システムの役割
• 取水・導水・浄水・送水・配水など施設の運転状
態の収集
• 流量・水圧・水位・水質など計装信号の収集
運転制御
• 自動制御、集中管理によるヒューマンエラーの
抑制
• 運手員の省力化、安定かつ効率的な施設運用
監視制御システムの構成
• 監視制御設備
監視・運転・制御
• 情報処理設備
運用の高度化
• 伝送設備
情報の通信
最適なシステム
監視制御システムの管理
運転管理
計測機器の校正
効率的な施設運用の模索
保全管理
日常点検
定期点検
1.7 日常巡視
日常巡視の目的
・日頃から施設内を巡視して，
各設備の運転状況を確認する。
・通常運転している機器の状態を
五感を使って感じ取る。
日常巡視により正常な機器の状態を把握して，
異常を早期発見できるようにする。
日常巡視のポイント
聴覚
視覚
嗅覚
触覚
事実の
確認
ｺﾐｭﾆｹｰｼｮﾝ
日常巡視点検
＝五感 + 経験
+ 事実の確認
経験
日常巡視の着目点
水処理状況
フロック成長状況，沈降状況，排泥状況，ろ過池洗浄
時のろ過砂の流動性，薬品注入状況，ゴミ･油の流入
の有無，臭気等
電気設備
汚損，発錆，腐食，過熱，異臭，異音，端子のゆるみ，
表示灯，計装設備測定値，周辺温度･湿度
機械設備
振動，漏水，油漏れ，異音，過熱，ボルトの緩み，電
流値，圧力計，回転数，弁開度等指示値
「水道機械電気技術者のための 実務マニュアル・ノウハウ集 2007」
（日本水道協会）が参考になります。
異常を発見しやすい仕組み
計器や選択スイッチにマーク
点検結果をグラフにして確認
ダブルチェックの例
残塩計
マノメータ
DPD試薬
水位計
1.8 事故対策
事故発生後の処理の流れ
事故
発生
場所・現象
の確認・
報告
ﾏﾆｭｱﾙ活用
他設備への
影響を考慮
現場
確認
事故
対応
原因・対
応の検証
記録
傾向の分析 ﾏﾆｭｱﾙの充実
情報の共有
データ
ベース
化
→事故予防
被害軽減
フォロー
アップ
事故対策
マニュアル整備
バックアップ
・事後対応
・連絡体制
・重要設備の二重化
日常管理
・日常点検
・保全管理
事故対策
安全対策
・フェイルセーフ
研修・訓練
事前準備
・レビュー（反省会）
・交換部品等の手配
水安全計画
水安全計画
PDCA：計画と実施状況の検証とレビュー
①システムの把握
・水源から給水栓までの
フローチャートを作成
・関連情報を収集する
→近隣事業者との情報共
有，系統図，設備情報，監
視項目，保守点検項目等
②危害分析
・水道システムに存在する
全ての危害原因事象を抽出
・リスクレベルの設定
＝発生頻度×影響程度
③管理措置の設定
④対応方法の設定
・水質項目毎に管理措置を
設定し，監視方法を整理
・管理基準を逸脱した場合
の対応の設定
・リスクレベルに応じた管理
措置，監視方法の設定
・緊急時の対応の設定
・運転管理マニュアル作成
・監視結果を評価するため
の管理基準の設定
・記録の作成
水安全計画によるメリット
安全性の向上
維持管理の
向上・効率化
技術の継承
一元管理
需要者への安全性に
関する説明責任
関係者の連携強化