長距離給水システムにおける消毒副生成物の流通特性とブースター塩素化の効果

[Distribution Characteristics of Disinfection By-Products and the Effects of Booster Chlorination in Long-Distance Water Supply Systems].

• Wei-Wei Bi
• Sheng Ye
• Jian-Quan Yu
• Yu-Long Yang
• Chen Chen
• Qing-Song Li
• Xiao-Yan Ma

抄録

一度完成水に塩素を添加している水道事業者では、広範囲に水を供給する管路網の好ましくない箇所に十分な残留塩素を維持することが困難であり、長距離配水システムではブースター塩素処理を採用した。そこで、長距離配水システムではブースター塩素化を採用した。本研究は、約400kmの市街地と農村部をカバーする配水システムを持つH市で実施した。本研究の目的は、ブースター塩素消毒消毒管網における消毒副産物(DBP)の分布特性を一様分布サンプリング分析により求めることである。その結果、検出されたDBPは、トリクロロメタン（TCM）、ブロモジクロロメタン（BDCM）、ジブロモクロロメタン（DBCM）、トリブロモメタン（TBM）、ジクロロ酢酸（DCAA）、トリクロロ酢酸（TCAA）、ジクロロアセトニトリル（DCAN）、ブロモクロロアセトニトリル（BCAN）、トリクロロニトロメタン（TCNM）であった。これらのDBPの濃度は、飲料水の衛生基準(GB5749-2006)に規定されている基準値よりも低いことが判明した。ブースター塩素処理前のDBPsの平均濃度(平均±偏差で表される)は、(8.08±3.34)、(9.77±3.34)、(9.77±3.34)、(9.77±3.34)、(9.77±3.34)であった。34）、（9.77±2.91）、（7.38±4.82）、（2.65±2.02）、（2.95±3.26）、（6.02±6.06）、（3.13±2.48）、（1.61±2.05）、及び（0．15±0.10）μg-Lに増加し、その後、（10.30±4.55）、（11.73±3.60）、（8.23±5.22）、（2．95±2.45）、（3.29±3.60）、（8.15±7.58）、（3.31±2.61）、（1.33±2.04）、（0.12±0.06）μg-Lであった。トリハロメタン(THM)は6.32%-26.60%、ハロ酢酸は5.32%-42.71%増加した。また、原水の水質や季節の変化がDBPsの発生に一定の影響を与えていた。DBPsの濃度は、春や秋に比べて夏場の方が一般的に高かった。原水、完成水、水道水のDBP生成ポテンシャルを分析した結果、H市の水道水には基準値を超えるDBPが存在する可能性があり、水質を確保するためには、処理プロセスのさらなる最適化を検討する必要があることが明らかになった。

It is difficult for waterworks that add chlorine into finished water once to maintain sufficient residual chlorine at unfavorable points of the pipe network that supply water for large areas of coverage. Therefore, booster chlorination was employed for a long-distance water distribution system. The study was performed in H City with a water supply system serving about 400 km of downtown and rural areas. The purpose of this work is to obtain the distribution characteristics of disinfection by-products (DBPs) in the booster chlorination disinfection pipe network through uniformly distributed sampling analysis. The results showed that detected DBPs include trichloromethane (TCM), bromodichloromethane (BDCM), dibromochloromethane (DBCM) and tribromomethane (TBM), dichloroacetic acid (DCAA), trichloroacetic acid (TCAA), dichloroacetonitrile (DCAN), bromochloroacetonitrile (BCAN), and trichloronitromethane (TCNM). The concentrations of the regulated DBPs were found to be lower than the standard limits specified in the Sanitary Standard for Drinking Water (GB5749-2006). Before booster chlorination, the average concentrations of the DBPs mentioned (expressed as mean±deviation) were (8.08±3.34), (9.77±2.91), (7.38±4.82), (2.65±2.02), (2.95±3.26), (6.02±6.06), (3.13±2.48), (1.61±2.05), and (0.15±0.10) μg·L, while afterwards, they were increased to (10.30±4.55), (11.73±3.60), (8.23±5.22), (2.95±2.45), (3.29±3.60), (8.15±7.58), (3.31±2.61), (1.33±2.04), and (0.12±0.06) μg·L, respectively. Trihalomethanes (THMs) and haloacetic acids (HAAs) increased by 6.32%-26.60% and 5.32%-42.71%, respectively, after booster chlorination. In addition, raw water quality and seasonal changes had a certain impact on the occurrence of DBPs. The levels of DBPs in summer were generally higher than those in spring or autumn. According to the analysis of DBP formation potential of source water, finished water, and tap water, it was found that the risk of DBPs exceeding the standard limit may exist in the water supply system of H City; therefore, further optimization of the treatment process should be considered to ensure water quality.