水道水の作り方と届くまで(第63回水道週間)

1.浄水処理(水道水の作り方)

 北見で用いている浄水処理方法は、大きく分けて以下の三つがあります。

(1)急速ろ過
    薬品 + 凝集沈殿 + 砂ろ過 + 消毒

(2)膜ろ過
   (薬品 + 凝集) + 膜ろ過 + 消毒

(3)塩素消毒のみ
    消毒

2.高度処理

 高度処理とは、上記三つの方法では取り除きにくい有機物やにおいの元などを、より確実に取り除くための処理で、北見市では以下の方法を採用しています。

・活性炭吸着処理
  粒状または、粉末状の活性炭は、その内部に無数の小さな穴があいており、そこに水中の有機物などが入り込む(吸着する)ことで取り除かれます。

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粒状活性炭の写真
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活性炭の開いた穴に有機物などが吸着されるイメージ

3.各浄水場の浄水処理方法

 市内の浄水場で用いている浄水処理方法を紹介します。施設の規模や原水水質などに応じて、最適な処理方法を採用しています。

北見自治区
 広郷浄水場
  活性炭吸着処理(粒状) + 急速ろ過

端野自治区
 協和浄水場
  急速ろ過

常呂自治区
 吉野浄水場
  膜ろ過
 4号井浄水場
  塩素消毒のみ

留辺蘂自治区
 金華浄水場
  急速ろ過
 温根湯温泉浄水場
  膜ろ過
 大和浄水場
  膜ろ過
 瑞穂浄水場
  活性炭吸着処理(粒状) + 膜ろ過

各浄水場の写真は、施設紹介のページでご覧いただけます。

(1)急速ろ過とは

 濁りのある水というのは、そのまま置いておくだけではキレイになりません。

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濁り水
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10分間静かに置いても濁ったまま

 急速ろ過は、以下の方法でこれをキレイにします。

1)薬品
  急速ろ過では、凝集剤(ポリ塩化アルミニウム)という無色透明の薬品を使います。これは、濁りの粒と粒をくっつける役割があります。

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無色透明な液体であるポリ塩化アルミニウム

2)凝集沈殿
  凝集沈殿には、以下の三つの工程があります。

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急速かくはん
 凝集剤を濁り水に入れて、勢いよくかき混ぜ、凝集剤を全体に行き渡らせます。
 濁りの粒どうしをくっつける操作を凝集といいます。
 ※ 今回は、現象を見やすくするため、濁りの成分をあえて多くしています。

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緩速かくはん
 ゆっくりとかき混ぜ、濁りの粒と粒がくっついたものを互いにくっつけ、大きなかたまりにします。大きくなったかたまりをフロックといい、この操作をフロック形成といいます。

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沈殿
 撹拌を止め、フロックを沈めます。ほとんどの濁りの粒はこれで取り除けますが、上澄みの水には小さな粒はまだ残っているため、次の処理で取り除きます。

3)砂ろ過
  残った小さな濁りの粒などの大部分は、最終的に砂ろ過で取り除きます。
  水が砂の層を通る際、濁りの粒が砂の表面に沈み落ちたり、それ自体にくっつくことで取り除かれます。

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ろ過砂の層の断面
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ろ過に使われる砂の写真
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砂と砂の間に濁りの粒がくっつくイメージ

4)塩素消毒
  ろ過した後に残る病原微生物などを塩素で消毒して、水道水の完成です。北見市では、塩素剤に次亜塩素酸ナトリウムを使用しています。

※)活性炭吸着
  広郷浄水場では、凝集沈殿した後の上澄みの水を粒状活性炭層に通す(凝集沈殿と砂ろ過の間)ことによって、残っている有機物やにおいの元を取り除きます。

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活性炭の層の断面
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活性炭の粒の大きさ

 有機物などを青い色に見立てたビンを二本用意して、活性炭吸着の様子を見てみましょう。
片方のビンに粒状の活性炭を入れ、しばらく混ぜると青い色が消え、ほぼ透明になります。
これは、活性炭の表面にあいている非常に小さい穴の中に、色の粒子が吸着されたためです。

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有機物を青い色に見立てた二本のビン
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片方のビンに活性炭を入れて混ぜる
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活性炭を入れた方だけ青い色が消える

 以上が、急速ろ過による水道水の作り方でした。

 広郷浄水場では、水道水ができるまでに、おおよそ4~5時間かかります(時期によって多少違いはあります)。

(5)膜ろ過とは

 水中の濁りの粒を人工的に作った膜によって機械的にろ過します。膜には無数の穴が開いており、ろ過することで大きな濁りの粒はその穴を通ることができず、水中の濁りの粒を取り除くことができます。
 急速ろ過と比較し、短時間で水道水を作ることができます。また、設備が全自動であるため、ほぼ無人で水道水を作ることができます。

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膜ろ過を断面的に見た図

(6)大切な塩素のはなし

 水道法では、蛇口から出る水道水に残っている消毒用の塩素濃度(残留塩素濃度)は、0.1ミリグラム/リットル以上と決められています。
ただ、塩素と聞くと、プールの消毒のにおいだったり、あまり良いイメージはないかもしれません。
なぜ、水道では塩素を使わなければならないのか、メリットを交えて説明します。

塩素のメリット
 1 強い殺菌力
 2 水に残留し、持続して殺菌する

 浄水場で作られた水道水がご家庭に届くまで、場所によっては24時間以上かかることがあり、この間に病原微生物などを増殖させないよう持続して殺菌する効果がとても重要です。
 水道水に含まれる塩素は、赤ちゃんや子どもが飲んでも影響がない濃度となるように管理しておりますので、ご安心ください。

4.水道水が届くまで

 ここでは、水道水がどのようにみなさんのご家庭まで届けられるのか紹介します。浄水場からご家庭まで水道水を届けるには、配水池または高台の配水池から高低差を利用してお届けする自然流下式と、増圧ポンプの力でお届けするポンプ加圧式の配水方法があります。
 配水池から高台の配水池へは送水ポンプにより、水道水を送っています。

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水道水が家庭に届くまでのイメージ図

以下に、北見自治区の送・配水系統の図と標高を表した断面図を示します。

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北見自治区の配水区域を表した平面図
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水道施設の標高をを示した断面図

 次に、送・配水に係る重要な施設を紹介します。

(1)ポンプ場

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三輪ポンプ場の建物を映した写真
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三輪ポンプ場内の大容量のポンプを映した写真

 ポンプ場は、高台の配水池などに水を送るための施設です。万が一ポンプが故障しても、送水が絶えないよう、全てのポンプ場に複数台のポンプが設置されています。

(2)配水池

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大正配水池とポンプ場の外観を映した写真
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配水池の内部を映した写真

 配水池とは、時間帯や季節によって変わる水道使用量に応じて、いつでも適切な圧力で水をお届けできるよう一時的に水を貯めておく施設です。災害などの異常時においても、貯めた水で一定期間供給を継続する重要な役割を果たしています。(各配水池によって差はありますが、半日分以上の水が常に貯められています。)

(3)給水装置

 給水装置とは、配水池から水道水を届けるために敷設した配水管から分岐して設けられた給水管および、これに直結する給水用具のことです。

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給水装置の構成と名称を断面的に表した図

 様々な工程を経て作られた水道水は、長い配水管や多くの施設を通過し、みなさんのご家庭に届けられています。
 以下のページも併せてご覧ください。

お問い合わせ
上下水道局総務課
電話:0157-25-1177
ファクシミリ:0157-31-3591
E-Mail:ki.somu@city.kitami.lg.jp
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