健全な水循環の形成に資する浄水・管路技術に関する研究

文献情報

• 文献番号: 200738009A
• 報告書区分: 総括
• 研究課題名: 健全な水循環の形成に資する浄水・管路技術に関する研究
• 課題番号: H17-健康-一般-023
• 研究年度: 平成19(2007)年度
• 研究代表者(所属機関): 藤原 正弘(財団法人水道技術研究センター)

研究分担者(所属機関)

• 谷口　元(財団法人水道技術研究センター)
• 安藤　茂(財団法人水道技術研究センター)

• 研究区分: 厚生労働科学研究費補助金 健康安全確保総合研究 地域健康危機管理研究
• 研究開始年度: 平成17(2005)年度
• 研究終了予定年度: 平成19(2007)年度
• 研究費: 30,770,000円
• 研究者交替、所属機関変更: -

研究報告書（概要版）

研究目的

　地域の原水水質に応じた最適な浄水システムの選定指針の作成及び老朽化した管路の機能診断・評価手法を確立し、より高度な水道システムの構築を図るとともに国民の公衆衛生の向上に資することを目的とする。

研究方法

　全国の水道事業体から収集した水質データの統計分析、鉄系凝集剤及び膜ろ過を含む実規模実験、LCAによる環境影響評価などにより浄水システムを総合的に評価し、原水条件に最も適した浄水システムの選定手法の確立を目的として実施した。また、水道原水の取水場内に設置したVOC計による実験などにより、水道原水の異臭味物質の迅速検知とその対応手法の検討を行った。
　また、残留塩素濃度の減少・消失等の水質変化を主な判断指標として、管内面の劣化状況を診断評価する手法の検討を実験室や水道事業体の実管路を用いて実施した。適切な管路更新に向け、管路が有する機能の実態を把握し、管路更新の際の判断指標となる診断技術について研究を実施した。

結果と考察

・主成分分析及びクラスター解析により日本全国の原水を水質面からグループ分けし、水質を統合化した数値で表現し、水質マップとして示した。これにより全国の事業体が自己の水道原水水質を客観的に評価することが可能となった。
・実証実験により膜ろ過システムの原水変動に対する水質安定性、「鉄系凝集剤+膜ろ過システム」の優れた処理水量の安定性、膜ろ過システム及び鉄系凝集剤の有効性などを確認し、今後さらに適用の幅が広がる可能性を示した。
・浄水施設のLCA評価を手順化したマニュアルの作成、及びVOC計による水道原水の異臭味物質の迅速検知とその対応手法を提案した。
・上記成果の統合により、原水水質を把握し目標浄水水質を設定することで適切な浄水システムを選定できる手法を策定した。
・管の内面仕様や水理状況等から、水質劣化の大きな管路を抽出するための手法を明らかにした。
・適切な管路施設の更新に向け、管路が老朽化した状況を把握し、管路更新の際の優先度の判断指標となる、統計的手法を用いた管路の老朽度診断手法や効率的な管路の現地診断技術について適用の可能性を確認した。

結論

　多くの浄水施設が本格的な更新時期を迎える今後において、水道事業体が新しい浄水システムを構築し、施設更新を円滑に進めるためのガイドラインを示した。また、管路施設については機能の劣化した施設の更新を支援するため、更新の優先度を明らかにするための実用的な手法を示した。

公開日・更新日

• 公開日: 2008-04-14
• 更新日: -

文献情報

• 文献番号: 200738009B
• 報告書区分: 総合
• 研究課題名: 健全な水循環の形成に資する浄水・管路技術に関する研究
• 課題番号: H17-健康-一般-023
• 研究年度: 平成19(2007)年度
• 研究代表者(所属機関): 藤原 正弘(財団法人水道技術研究センター)

研究分担者(所属機関)

• 谷口　元(財団法人水道技術研究センター)
• 安藤　茂(財団法人水道技術研究センター)

• 研究区分: 厚生労働科学研究費補助金 健康安全確保総合研究 地域健康危機管理研究
• 研究開始年度: 平成17(2005)年度
• 研究終了予定年度: 平成19(2007)年度
• 研究者交替、所属機関変更: -

研究報告書（概要版）

研究目的

　地域の原水水質に応じた最適な浄水システムの選定指針の作成及び老朽化した管路の機能診断・評価手法を確立し、より高度な水道システムの構築を図るとともに国民の公衆衛生の向上に資することを目的とする。

研究方法

　全国の水道事業体から収集した水質データの統計分析、鉄系凝集剤及び膜ろ過を含む実規模実験、LCAによる環境影響評価などにより浄水システムを総合的に評価し、原水条件に最も適した浄水システムの選定手法の確立を目的として実施した。また、水道原水の取水場内に設置したVOC計による実験などにより、水道原水の異臭味物質の迅速検知とその対応手法の検討を行った。
　また、残留塩素濃度の減少・消失等の水質変化を主な判断指標として、管内面の劣化状況を診断評価する手法の検討を実験室や水道事業体の実管路を用いて実施した。適切な管路更新に向け、管路が有する機能の実態を把握し、管路更新の際の判断指標となる診断技術について研究を実施した。

結果と考察

・主成分分析及びクラスター解析により日本全国の原水を水質面からグループ分けし、水質を統合化した数値で表現し、水質マップとして示した。これにより全国の事業体が自己の水道原水水質を客観的に評価することが可能となった。
・実証実験により膜ろ過システムの原水変動に対する水質安定性、「鉄系凝集剤+膜ろ過システム」の優れた処理水量の安定性、膜ろ過システム及び鉄系凝集剤の有効性などを確認し、今後さらに適用の幅が広がる可能性を示した。
・浄水施設のLCA評価を手順化したマニュアルの作成、及びVOC計による水道原水の異臭味物質の迅速検知とその対応手法を提案した。
・上記成果の統合により、原水水質を把握し目標浄水水質を設定することで適切な浄水システムを選定できる手法を策定した。
・管の内面仕様や水理状況等から、水質劣化の大きな管路を抽出するための手法を明らかにした。
・適切な管路施設の更新に向け、管路が老朽化した状況を把握し、管路更新の際の優先度の判断指標となる、統計的手法を用いた管路の老朽度診断手法や効率的な管路の現地診断技術について適用の可能性を確認した。

結論

　多くの浄水施設が本格的な更新時期を迎える今後において、水道事業体が新しい浄水システムを構築し、施設更新を円滑に進めるためのガイドラインを示した。また、管路施設については機能の劣化した施設の更新を支援するため、更新の優先度を明らかにするための実用的な手法を示した。

公開日・更新日

• 公開日: 2008-04-14
• 更新日: -

行政効果報告

• 文献番号: 200738009C

成果

• 専門的・学術的観点からの成果: クラスター分析等により作成した水質マップ等による水道原水水質の客観的評価手法、異臭味物質の迅速検知手法を確立した。; 適切な浄水処理プロセス選択への利用を目的として、水質面からの原水の分類が全国規模で行われ、幅広い情報が集積された。一方、管路施設の適切な更新に向け、管内残留塩素消費速度等から水質劣化を生じる老朽管路の抽出手法を確立するとともに、統計的手法を用いた管路の老朽度診断手法及び効率的現地診断技術の適用可能性を確認した。
• 臨床的観点からの成果: 特記事項なし。
• ガイドライン等の開発: 浄水施設を対象としたライフ・サイクル・アセスメント（LCA）を実施する際の具体的な手順やデータの収集方法、ケーススタディによる実施例などを記載した「浄水施設を対象としたLCA実施マニュアル」を作成した。また、管種別に作成された既存マニュアルの知見を包括的に再整理・集約するとともに、比較的容易に入手可能な必要最小限のデータにより更新計画の策定を可能とする「水道管路の計画的更新に関するマニュアル（素案）」を作成した。
• その他行政的観点からの成果: 今回成果として得られた「水道原水特性確認方法の試行ファイル」等により、全国の水道事業体は、自己の水道原水水質を客観的に評価し、水道施設の更新時等の重要な資料とすることができる。また、「鉄系凝集剤＋膜ろ過システム」の優れた水処理安定性等を確認し、水道施設の更新時における選択肢を広げることになった。一方、管内面仕様等から水質劣化の大きな管路を抽出するための手法を開発したこと、また、管路の効率的な現地診断技術の適用可能性を確認したことなどは、老朽管更新や漏水防止対策の推進の観点から重要である。
• その他のインパクト: 国内においては、「健全な水循環の形成に資する浄水・管路技術に関する研究」（e-WaterⅡ、New Epoch）成果報告会及び研究成果普及セミナーを開催し、また、国外においては、IWA国際会議等において成果報告するとともに、機関誌等に論文投稿を行った。一方、パンフレット（和文および英文）、研究成果DVD（日本語版、英語版、中国語版）を作成し、公開するなど研究成果の普及・啓発活動を実施した。

発表件数

• 原著論文（和文）: 8件 ; ・環境衛生工学研究
• 原著論文（英文等）: 4件 ; ・Water Science and Technology（3編） ・AQUA
• その他論文(和文): 0件
• その他論文(英文等): 0件
• 学会発表(国内学会): 8件 ; ・第58回全国水道研究発表会（4編） ・第59回全国水道研究発表会（4編）
• 学会発表(国際学会等): 9件 ; ・IWA-ASPIRE(2) ・日米水道水質管理会議(3) ・IWA(2) ・Seoul International Symposium ・Netherlands-Japan Workshop
• その他成果(特許の出願): 0件 ; 「出願」「取得」計0件
• その他成果(特許の取得): 0件
• その他成果(施策への反映): 0件
• その他成果(普及・啓発活動): 17件 ; ・e-WaterⅡ、New Epoch成果報告会 ・研究成果報告会（e-WaterⅡ）（4ヶ所） ・研究成果報告会（New Epoch）（4ヶ所） ・e-waterⅡ成果普及セミナー（8ヶ所）

主な原著論文20編（論文に厚生労働科学研究費の補助を受けたことが明記された論文に限る）

• 原著論文1: 五十嵐倫子,伊藤雅喜,藤原正弘; 水質に応じた最適浄水システムの構築に関する研究; 環境衛生工学研究 , 21 (3) , 111-114 (2007)
• 原著論文2: 横田治雄,古米弘明,藤原正弘 ; 浄水処理システムにおける水質変換および浄化機能の解析・評価に関する研究; 環境衛生工学研究 , 21 (3) , 115-118 (2007)
• 原著論文3: 新飯田豊,滝沢智,藤原正弘; 浄水施設を対象としたライフサイクルアセスメントに関する研究; 環境衛生工学研究 , 21 (3) , 119-122 (2007)
• 原著論文4: 長岡裕,伊藤禎彦,藤原正弘; 水道水源における臭気原因物質の検出及び除去に関する研究; 環境衛生工学研究 , 21 (3) , 123-126 (2007)
• 原著論文5: Masahiro Fujiwara; Research and development on water supply technologies in JWRC; Journal of Water Supply: Research and Technology - AQUA , 56 (6) , 385-392 (2007)
• 原著論文6: 藤原正弘,伊藤禎彦; 水道における臭気原因物質の検出と除去; 環境衛生工学研究 , 22 (3) , 15-18 (2008)
• 原著論文7: 渡部英,滝沢智,藤原正弘; 浄水施設を対象としたライフサイクルアセスメントに関する研究（続報）; 環境衛生工学研究 , 22 (3) , 19-22 (2008)
• 原著論文8: 横田治雄,古米弘明,藤原正弘; 日本の水道原水水質の多変量解析による得点化及び類型化に関する研究; 環境衛生工学研究 , 22 (3) , 23-26 (2008)
• 原著論文9: N. Hayashi, H. Furumai, M. Fujiwara ; Evaluation of source water quality for selection of drinking water purification system; Water Science & Technology , 8 (3) , 271-278 (2008)

公開日・更新日

• 公開日: 2015-11-24
• 更新日: -