公害防止管理者 水質関係第1種　⑩ 大規模水質特論

正解：C．COD

CODは水系に存在する有機物汚染の指標として採用されています。

正解：C．CODを当該水域で活発に生成・消滅する物質として扱う

物理拡散モデルはCODを生成や消滅しない保存物質として扱う前提でした。

正解：B．当該海域においてCODが内部生産されるため

基準達成率が改善されない原因は、海域内部で生産される内部生産CODが減少しないためです。

正解：A．植物プランクトンによる光合成

内部生産CODには植物プランクトンによる光合成が関係しています。

正解：A．1.5mg/L

植物プランクトン態炭素の換算係数は1.5×10^-3であり、1000mg/m3は1.5mg/Lに相当します。

正解：D．3.1mg/L

動物プランクトンの換算係数は1.55×10^-3であり、2000mg/m3は3.1mg/Lとなります。

正解：C．静水圧近似を導入する

鉛直方向については三次元の運動方程式を直接解くのではなく、静水圧近似を導入します。

正解：D．底泥からの栄養塩溶出量

海面の境界条件としては風、日射量、湿度、気温、水位、密度などが与えられます。

正解：B．植物プランクトン

生態系モデルにおける生産者は植物プランクトンです。

正解：A．生物化学過程による現存量の時間変化

ソース・シンク項は生物化学過程による現存量の時間変化を表します。

正解：D．原単位法

面源に係る負荷量については、原単位法が一般的です。

正解：B．1.88倍

実験的に温度が10℃上昇すると成長速度は1.88倍になることがわかっています。

正解：C．1/k

f(I)=kI・exp(1-kI)はI=1/kのとき最大値をとり、この光強度を最適光量と呼びます。

正解：A．ランバート・ベールの法則

水中の光強度は濁りによって減衰し、ランバート・ベールの法則に従います。

正解：B．植物プランクトンの光合成

植物プランクトンの光合成は酸素を供給するため、溶存酸素量は増加します。

正解：D．カスケード利用

ある用途の水をそのまま他用途に使うことをカスケード利用といいます。

正解：C．コンプレッサーの冷却水を酸洗工程の洗浄水として利用する

汚れのほとんどない間接冷却水を洗浄用水などに利用するのが一般的です。

正解：A．循環利用

ほとんど無処理のまま同一用途に使用することを循環利用といいます。

正解：B．ブロー（放流）と新水の補給

水質悪化を防ぐため、常に一定のブローと新水の補給を行う必要があります。

正解：C．局部的再生利用

同一工程の排水を処理し同一用途に再使用する形態を局部的再生利用といいます。

正解：C．2

N = 1 + E/(B+W) = 1 + 1.0/(0.6+0.4) = 2.0 となります。

正解：D．4

N = 1 + 2.4/(0.6+0.2) = 1 + 2.4/0.8 = 4.0 となります。

正解：B．BOD成分の急激な低下

濃縮倍数が大きくなると塩類の濃縮により、腐食、スケール析出、スライム発生が起こります。

正解：A．強制ブロー量を増やす

強制ブロー量を増やすと濃縮倍数が減少し、系の塩類濃度を下げることができます。

正解：D．直接冷却系

直接冷却系は製品に直接触れるため汚濁成分が混入し、排水処理工程が必要です。

正解：D．向流洗浄

原料から製品へ向かう純度向上に合わせ、製品の流れと逆行して使う向流洗浄が一般的です。

正解：C．常に天然水と同等レベルの高度な処理が要求される

目的とする用途に適合する水質を目指せばよく、必ずしも高度な処理は要求されません。

正解：B．凝集沈殿

凝集沈殿は汚濁成分を固形物として分離する技術であり、溶解性不純物の除去技術ではありません。

正解：C．脱塩技術

クローズドシステムでは溶解塩分の除去が必要となるため、脱塩技術が不可欠です。

正解：A．蒸発濃縮後、固化する

濃縮側液は最終処分のために蒸発濃縮後、固化するなどの処理が必要となります。

正解：B．90%以上

製鉄所では水使用の合理化が進み、用水循環率は90%以上に達する例もあります。

正解：A．安水

アンモニア等の成分が多量に溶解した冷却水を安水（コークス炉ガス精製排水）と呼びます。

正解：D．蒸気ストリッピング

脱安ストリッパーで蒸気ストリッピングを行い、遊離アンモニアやシアンを除去します。

正解：D．直接冷却系と間接冷却系は一般に混合して同一系統で処理する

直接冷却系と間接冷却系は用途に応じた水質にするため、一般に別系統で処理します。

正解：A．酸化鉄と油分

直接冷却水には、ミルスケール（酸化鉄）や潤滑油（油分）が含まれます。

正解：B．溶解鉄、酸化鉄、酸

酸洗排水には溶解鉄、酸化鉄を主体とするSS、および酸が含まれます。

正解：A．還元剤でクロム(Ⅲ)に還元した後、アルカリ性にして沈殿除去する

クロム(Ⅵ)を還元剤でクロム(Ⅲ)に還元し、pHを調整して水酸化クロムとして沈殿除去します。

正解：C．すべての排水が強酸性である

工程によりpHは異なり、焼結炉排水や高炉排水などは中性からアルカリ性です。

正解：C．フィルタープレス

製鉄所の汚泥脱水機にはフィルタープレスが多用されています。

正解：D．食堂やトイレからの排水

食堂やトイレからの排水は事務所排水であり、プロセス排水ではありません。

正解：B．硫化水素、アンモニア

プロセス排水には硫化水素、アンモニア、メルカプタン、フェノールなどが含まれます。

正解：C．排水ストリッパー→オイルセパレーター→油水浮上分離→活性汚泥処理

硫化水素やアンモニアを排水ストリッパーで除去し、オイルセパレーターで遊離油を重力分離、加圧浮上で乳化油を分離した後、活性汚泥処理を行います。

正解：B．ガードベースン

排水処理の末端で水質を監視し安全機能を果たす貯留池をガードベースンといいます。

正解：A．加圧浮上等で油分を除去後、急速ろ過し放流する

タンカーのバラスト水は加圧浮上で油分を除去し、急速ろ過とガードベースンを経て放流します。

正解：B．海水は塩分濃縮を避けるため循環使用しない

海水は冷却塔での塩分濃縮や飛沫塩分の害を避けるため循環使用しません。

正解：D．含油排水としてオイルセパレーター処理を行う

油汚染の恐れがある区域の雨水は、含油排水としてオイルセパレーター処理を行います。

正解：D．活性汚泥法

BOD、COD、フェノールについては、好気性生物を用いる活性汚泥法で処理します。

正解：C．硫黄回収装置で硫黄として回収される

硫化水素は硫黄回収装置に導入され、硫黄として回収されます。

正解：A．リグニンを分解し可溶化する

蒸解工程はリグニンを分解し、可溶化して繊維同士を分離する工程です。

正解：D．黒液

リグニンを含んで黒く見えるため黒液と呼ばれます。

正解：C．黒液濃縮工程から発生する凝縮水を利用する

黒液を濃縮する際に蒸発した水蒸気を凝縮し、温水として洗浄工程で利用します。

正解：A．クロムなどの重金属を回収する

黒液の燃焼はエネルギーと薬品（ナトリウム・硫黄）の回収が目的で、重金属の回収ではありません。

正解：B．微細な気泡でSSを浮上分離し、原料として回収する

白水回収装置では微細な気泡にSS（微細繊維や填料）を付着させて浮上分離し、原料として回収します。

正解：D．原料としての再利用の妨げとなるため用いられない

分離したSSを原料として利用するため、凝集剤は再利用の妨げになり用いられません。

正解：C．約30mg/L

原料回収後のSS濃度は約30mg/Lとなります。

正解：B．活性汚泥処理と凝集沈殿処理の二段処理

製紙工場では、BOD除去のための活性汚泥処理とSS除去のための凝集沈殿処理の二段処理が用いられます。

正解：C．セメントの原料などとして再利用される

発生した焼却灰は、セメントの原料などとして再利用されています。

正解：A．生物分解しやすいBOD成分が多い

生物分解しやすいBOD成分が多いことから、活性汚泥法などの生物処理が多く採用されます。

正解：A．活性汚泥法の前段として導入し、曝気動力が約3倍に増加した

UASBの導入により、後段の活性汚泥法での負荷が軽減され、曝気動力は約1/3に低減されます。

正解：D．UASB → 活性汚泥法

UASBは従来の活性汚泥法の前段に導入され、二段処理が行われます。

正解：B．200mg/L

原水のCODcr 1500mg/LがUASBで200mg/L程度となり、活性汚泥法でさらに20mg/L程度に処理されます。

正解：A．水質の変動が大きい

総合排水の水質がBODで200〜1000mg/Lと、変動が大きいことが特徴です。

正解：B．ほとんどが糖と有機酸である

排水中の有機物はほとんどが糖と有機酸であり、容易に生物処理が可能です。

正解：D．ラグーン方式

変動を緩和し安定した処理を行うため、滞留時間の長いラグーン方式も採用されています。

正解：C．色度を除去するための凝集沈殿設備

缶コーヒー製造排水では生物処理水に色度が残留するため、凝集沈殿設備を追加する必要があります。

正解：A．凝集沈殿＋砂ろ過＋活性炭吸着

瀬戸内海の工場では「凝集沈殿＋砂ろ過＋活性炭吸着」の高度処理フローが追加されます。

正解：D．製紙工場

リグニンを含む黒液の濃縮燃焼と薬品回収は製紙工場（パルプ製造）の特徴です。

正解：B．ミハエリス・メンテンの式

栄養塩(窒素・りん)の摂取は、ミハエリス・メンテンの式で表されます。

正解：C．温度、光強度、栄養塩濃度の関数

内部生産CODに関係する植物プランクトンの増殖は、温度、光強度、栄養塩濃度の関数で評価されます。

正解：C．4

N = 1 + 1.5/(0.4+0.1) = 1 + 3 = 4.0 となります。

正解：D．低下する

N=1+E/(B+W)より、飛散水量Wが増えると分母が大きくなるため濃縮倍数は低下します。

正解：B．動物プランクトンのほうがやや大きい

換算係数は植物プランクトンが1.5×10^-3、動物プランクトンが1.55×10^-3で、動物プランクトンのほうがやや大きくなります。

正解：A．1.55mg/L

動物プランクトンの換算係数は1.55×10^-3であり、1000mg/m3は1.55mg/Lに相当します。

正解：B．約1%

E=R×(1/100)×(ΔT/5.8)の式より、ΔTが5.8℃のとき循環水量の約1%が蒸発します。

正解：D．約5mg/L

再用水をサンドフィルターでろ過すると、SS濃度は約5mg/Lに低減されます。

正解：C．表層海洋の水温と塩分

飽和酸素量は表層海洋の水温と塩分から求められます。

正解：A．飽和酸素量と溶存酸素量の差

再曝気量はKs(DOs-DO)の式で計算され、飽和酸素量と溶存酸素量の差が駆動源となります。

正解：B．間接水による設備冷却と直接水による製品冷却

大量の設備冷却用の間接水や、直接製品にかけて冷却・洗浄する直接水が必要となります。

正解：A．活性汚泥処理→急速ろ過→活性炭処理→ガードベースン

事務所排水は活性汚泥処理、急速ろ過処理、活性炭処理、ガードベースン処理を経て放流されます。

正解：C．洗浄後にわずかに残存するリグニンを酸素ガスで分解すること

洗浄後のパルプに残存し着色の原因となるリグニンを、酸素ガスを用いて分解します。

正解：D．安水

安水は製鉄所のコークス炉ガス精製排水であり、ビールの原料ではありません。