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  事例紹介

  鉄・バクテリア法

1950年代に日本で生まれ、地下水を緩速ろ過していた浄水場から発展した水処理方法で、世界での実施例は皆無に近い地下水対象の処理例です。
鉄及びマンガンを酸化するバクテリア(地下水中に棲息)をろ過層上繁殖させ、水中の溶解性の鉄やマンガン等を酸化して粒子状とし、これらを生物的ろ過により除く方法です。
1960年代の鉄バクテリア法処理施設は緩速砂ろ過法と形式が同じで、ろ過流速は30〜40m/日(1分間に20.83mm〜28.78mm)という遅いものでした。しかし、1982年に竣工した京都府城陽市水道局の施設は、小島貞夫博士の指導により水道職員が技術改良した結果、定常のろ過流速は2倍になり、70m/日(1分間に48.6mm)を達成しました。
近年では、大和郡山市の浄水場ではさらに4倍以上の300m/日(1分間に208.3mm )のろ過速度を達成して、現在日本での最高速度を記録しています。


高効率鉄バクテリア法の原理とメカニズム

1.汲み上げた地下水をシャワー状など空気酸化し、水中に酸素を飽和させます。

2.このエアーレーシャンで大部分の鉄は酸化し、ヒ素も一部は酸化され亜ヒ酸からヒ酸になります。Mnは曝気では酸化されません。

3.生物接触材を充填した接触酸化槽に水を流し始めると、もともと水中にいる鉄 ・ Mn酸化バクテリアが接触材表層から繁殖しはじめます。

4.約2ケ月間の通水により、接触材層に鉄 ・ MN酸化バクテリア ・ 硝化バクテリアによる高密度な生物層が形成されます。この生物接触酸化機能は 数十mg/1 という高濃度のMnであっても、空気酸化されずに残った亜ヒ酸であっても酸化し、同時にアンモニア性窒素も硝化します。

5.その地下水中の固有菌による高密度微生物層を形成させることで、細菌が菌体表層で分泌する酵素によって、通水により連続的に地下水中の金属を酸化させるエコシステムです。すなわち細菌による酵素触媒作用であるため、短時間で高濃度Mnろ過が可能なのです。

6.同時に生物接触ろ材層の表層や、ろ材間の空隙に厚密された鉄 ・ Mn酸化物が厚く覆い、凝集剤やろ過助剤を注入したと同レベルの精密なろ過が可能になります。
微生物と金属酸化物の混合物であるスカム層に微小なヒ酸イオンやMn酸化物粒子も吸着 ・ 補足され、レーザー型濁度計で濁度0.1度以下の水質が得られています。

 



 
  同一帯水層でも深度によって水質は異なる

取水深度を変えるだけで鉄が 1/100 ・ マンガンが 1/5 に激減


地下水利用者にとって水質の良い水源を得ることは最大の願望でありますが、現実は安価な工事費用で取水量を重視しすぎ深度毎の水質を無視した井戸が多くなっています。
このような井戸は、水質よりも水量を優先したことから結局は水質改善のために多額の費用を費やしています。
ここに紹介する井戸は、地下水が豊富であるがもともと鉄やマンガンが多い地域で、取水区間の変更によって水質の改善が図れた場所です。

礫質土の単一地盤で層別地下水調査を実施し、GL-24. 75〜28. 75m間に鉄、マンガンの少ない土層を探し当て、ストレーナーをこの区間に限定した井戸を新設した。
元来水質が悪いとされてきた地域で層別地下水調査によって取水区間を絞り込むことで、9.7mg/Lあった鉄が 0.11mg/L、2.7mg/L あったマンガンが、0.62mg/L に減少して水質改善の効果が発揮された。
 

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