第110回
問138
理論問題｜衛生
薬品沈殿-急速ろ過方式の浄水過程
問138（理論）
下図は、薬品沈殿-急速ろ過方式の浄水過程を模式的に示したものである。次の記述のうち、正しいのはどれか。2つ選べ。
1
Aの段階で前塩素処理を追加すると、アンモニア態窒素を除去したり、藍藻類の繁殖を抑制したりすることができる。
—
2
Bの段階で中塩素処理、次いで粒状活性炭処理を追加すると、生物膜を形成した生物活性炭による有機物の除去に有効である。
—
3
急速ろ過の過程では、主に砂層及び石礫層に繁殖した微生物によって有機物が除去される。
—
4
Cの段階でオゾン処理及び粒状活性炭処理を追加すると、溶解性の有機物や臭気物質の除去に有効である。
—
5
トリハロメタン前駆物質の除去を目的として、Dの段階で粉末活性炭を注入する。
—
正解です！
解説で浄水処理の各工程と付加処理の目的を確認しましょう。
不正解です。正解は 1、4 です。
解説で浄水処理の各工程と付加処理の目的を確認しましょう。
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薬品沈殿-急速ろ過方式は、日本の多くの浄水場で採用されている標準的な浄水処理方式です。「原水→凝集沈殿→急速ろ過→塩素処理→浄水」という基本フローに加え、必要に応じて前塩素処理・中間処理・高度浄水処理（オゾン処理・活性炭処理）などが付加されます。
各付加処理のポイント
・前塩素処理（凝集沈殿の前、A段階）：アンモニア態窒素の除去（ブレークポイント塩素処理）、藍藻類（シアノバクテリア）の繁殖抑制、鉄・マンガンの酸化除去などに用いられる
・中間塩素処理＋活性炭処理の組合せ：中間段階で塩素を加えると、後段の粒状活性炭に塩素が触れることで、活性炭表面に形成されるべき生物膜（微生物）が死滅・阻害されてしまい、生物活性炭（BAC）としての有機物除去機能が発揮できなくなる。生物活性炭処理を活かすには、塩素処理は行わない（または後段に配置する）必要がある
・急速ろ過：砂層を高速で通水し、凝集沈殿で除去しきれなかった微小フロックを物理的にろ過する工程。微生物による有機物分解が主体ではない（微生物による浄化が主体となるのは緩速ろ過方式）
・オゾン処理＋粒状活性炭処理（急速ろ過の後、C段階）：高度浄水処理の代表的な組合せで、オゾンによる酸化分解と活性炭による吸着を組み合わせることで、溶解性の有機物やカビ臭原因物質（ジェオスミン・2-MIB等）を効果的に除去できる
・トリハロメタン前駆物質の除去：塩素処理によりトリハロメタン（THM）が生成されるため、THM前駆物質（フミン質等の有機物）を塩素処理の前に粉末活性炭で除去する必要がある。塩素処理後（D段階）に活性炭を入れても、既にTHMが生成された後であり効果が乏しい
・前塩素処理（凝集沈殿の前、A段階）：アンモニア態窒素の除去（ブレークポイント塩素処理）、藍藻類（シアノバクテリア）の繁殖抑制、鉄・マンガンの酸化除去などに用いられる
・中間塩素処理＋活性炭処理の組合せ：中間段階で塩素を加えると、後段の粒状活性炭に塩素が触れることで、活性炭表面に形成されるべき生物膜（微生物）が死滅・阻害されてしまい、生物活性炭（BAC）としての有機物除去機能が発揮できなくなる。生物活性炭処理を活かすには、塩素処理は行わない（または後段に配置する）必要がある
・急速ろ過：砂層を高速で通水し、凝集沈殿で除去しきれなかった微小フロックを物理的にろ過する工程。微生物による有機物分解が主体ではない（微生物による浄化が主体となるのは緩速ろ過方式）
・オゾン処理＋粒状活性炭処理（急速ろ過の後、C段階）：高度浄水処理の代表的な組合せで、オゾンによる酸化分解と活性炭による吸着を組み合わせることで、溶解性の有機物やカビ臭原因物質（ジェオスミン・2-MIB等）を効果的に除去できる
・トリハロメタン前駆物質の除去：塩素処理によりトリハロメタン（THM）が生成されるため、THM前駆物質（フミン質等の有機物）を塩素処理の前に粉末活性炭で除去する必要がある。塩素処理後（D段階）に活性炭を入れても、既にTHMが生成された後であり効果が乏しい
各選択肢の解説
◯ 1 前塩素処理（A段階）によるアンモニア態窒素除去・藍藻類繁殖抑制は正しい記述である
× 2 中塩素処理を先に行うと、後段の活性炭に生物膜が形成されにくくなり、生物活性炭としての機能が発揮できない。塩素処理と生物活性炭処理の組合せは矛盾しており誤りである
× 3 急速ろ過は主に物理的なろ過によりフロックを除去する工程であり、微生物による有機物除去が主体となるのは緩速ろ過である
◯ 4 オゾン処理及び粒状活性炭処理（C段階）による溶解性有機物・臭気物質の除去は、高度浄水処理の代表的な組合せとして正しい記述である
× 5 トリハロメタン前駆物質の除去のための活性炭処理は、塩素処理の前（A・B段階等）に行う必要がある。塩素処理後のD段階での注入では、既にトリハロメタンが生成されており効果が不十分である
◯ 1 前塩素処理（A段階）によるアンモニア態窒素除去・藍藻類繁殖抑制は正しい記述である
× 2 中塩素処理を先に行うと、後段の活性炭に生物膜が形成されにくくなり、生物活性炭としての機能が発揮できない。塩素処理と生物活性炭処理の組合せは矛盾しており誤りである
× 3 急速ろ過は主に物理的なろ過によりフロックを除去する工程であり、微生物による有機物除去が主体となるのは緩速ろ過である
◯ 4 オゾン処理及び粒状活性炭処理（C段階）による溶解性有機物・臭気物質の除去は、高度浄水処理の代表的な組合せとして正しい記述である
× 5 トリハロメタン前駆物質の除去のための活性炭処理は、塩素処理の前（A・B段階等）に行う必要がある。塩素処理後のD段階での注入では、既にトリハロメタンが生成されており効果が不十分である
引っかけポイント：
・選択肢2：塩素処理と生物活性炭処理の順序・組合せの矛盾に気づけるかがポイント。「塩素＋活性炭」という組合せだけを見て安易に正しいと判断せず、生物活性炭が機能するための前提条件（塩素による殺菌を避ける）を思い出す
・選択肢3：急速ろ過（物理的除去）と緩速ろ過（生物学的除去）の違いを混同しないよう注意する
・選択肢5：トリハロメタン前駆物質の除去は「塩素処理前」に行うという原則を、単に「Dの段階（浄水直前）」という位置にすり替えている点に注意する
・選択肢2：塩素処理と生物活性炭処理の順序・組合せの矛盾に気づけるかがポイント。「塩素＋活性炭」という組合せだけを見て安易に正しいと判断せず、生物活性炭が機能するための前提条件（塩素による殺菌を避ける）を思い出す
・選択肢3：急速ろ過（物理的除去）と緩速ろ過（生物学的除去）の違いを混同しないよう注意する
・選択肢5：トリハロメタン前駆物質の除去は「塩素処理前」に行うという原則を、単に「Dの段階（浄水直前）」という位置にすり替えている点に注意する
臨床メモ▼
薬剤師 あおい
高度浄水処理（オゾン＋活性炭）は、通常の塩素処理だけでは除去しきれないカビ臭物質（ジェオスミン・2-MIB）や、発がん性が懸念されるトリハロメタン類の低減に有効な技術として、多くの大規模浄水場で導入が進んでいます。夏場に一部地域の水道水で「カビ臭い」と感じることがあるのは、こうした処理が十分でない場合に藍藻類由来の臭気物質が残ってしまうことが一因です。
薬局でも、水道水中のトリハロメタンやカビ臭に関する患者さんからの質問を受けることがあるかもしれません。「浄水器の活性炭フィルターがこうした物質の除去に有効」という基本知識は、日常の健康相談でも役立ちます。
