第259問工場内における排水の分別に関する記述として、最も適切なものはどれか。
- A製造排水と衛生排水のみを混合して処理を一本化する。
- B製造排水、冷却排水、衛生排水を混合せずに区別する。
- C冷却排水と衛生排水を混合し、製造排水のみを個別に処理する。
- Dすべての排水を大規模な調整槽に集めて水質を均一化する。
汚水処理特論を三分割した最初の分野。排水の分別や向流多段洗浄の段数といった処理計画から入り、沈降分離ではストークスの式、表面積負荷、傾斜板の有効分離面積、シックナーの質量沈降速度を扱う。凝集ではコロイドの大きさ、無機凝集剤ごとの適正pH、高分子凝集剤のイオン性、ジャーテストの手順が問われる。ほかに加圧浮上、砂ろ過の有効径・均等係数とコゼニー・カルマンの式、溶解度積とpH、遊離塩素と不連続点、活性炭のミクロ孔とフロイントリッヒの式、イオン交換のSV、MF・UF・NF・ROと電気透析、汚泥脱水と焼却まで及ぶ。収録72問は計算問題の比率が高い。
この分野の問題72問を、選択肢・正解・解説つきで掲載しています。まず自分で解答を考えてから「正解と解説を見る」を開いて答え合わせをしてください。
クイズモードで挑戦 →正解:C.2
洗浄水量と持ち出し水量の比rは20です。n=1のとき(20-1)/(400-1)=19/399で条件を満たさず、n=2のとき19/7999となり1/400以下を満たします。
この問題の解説ページを開く →正解:D.ろ紙でろ過したろ液のBOD、CODが目的値以下の場合は、物理・化学的方法を選定する。
有機性排水において、ろ液のBOD、CODが目的値以下であれば浮遊物質が除去できる物理・化学的方法を選定します。
この問題の解説ページを開く →正解:D.有機性排水でろ液のBOD、CODが目的値より低い場合は、生物処理の必要があると判断する。
ろ液のBOD、CODが目的値より高い場合に生物処理の必要があると判断します。低い場合は物理・化学的方法を選定します。
この問題の解説ページを開く →正解:A.副産物を回収するかどうかは、排水処理コストを除外して生産工程のみのコストで評価する。
副産物の回収は、排水処理のコストも包含したシステム全体として評価したうえで行う必要があります。
この問題の解説ページを開く →正解:A.沈降速度が表面積負荷より小さい粒子は、すべて沈殿池から流出する。
横流式沈殿池では、沈降速度が表面積負荷より小さい粒子でも、低い位置から流入した場合には部分的に除去されます。
この問題の解説ページを開く →正解:A.汚泥のかき寄せ機構は簡単であるが、池内の水の流れを均一に保つことがやや困難である。
円形の沈殿池は汚泥のかき寄せ機構が簡単ですが、池内の水の流れを均一に保つことがやや困難です。
この問題の解説ページを開く →正解:D.0.001〜1マイクロメートル
1マイクロメートル以下の粒子は凝集法を用いなければ機械的分離ができず、特に0.001〜1マイクロメートルのコロイドが凝集処理の対象です。
この問題の解説ページを開く →正解:D.加水分解によって水中のアルカリが消費されるため、水のpHが低下する。
硫酸アルミニウムは水中で加水分解して水酸化アルミニウムの沈殿を生じ、この過程でアルカリが消費されるためpHが低下します。
この問題の解説ページを開く →正解:C.ポリシリカ鉄 ── pH 12〜14
ポリシリカ鉄の凝集に適したpHは中性域を含む範囲であり、pH12〜14ではありません。鉄(II)塩は9〜11、アルミニウム塩は6〜8が目安です。
この問題の解説ページを開く →正解:C.無機凝集剤と併用され、粒子間に吸着架橋してフロックの粗大化に効果がある。
非イオン性・陰イオン性ポリマーは無機凝集剤と併用され、粒子間に吸着架橋してフロックを粗大化させます。
この問題の解説ページを開く →正解:A.フロックの成長を図るために空気を吹き込み、10〜20分間曝気する。
ジャーテストでは、フロックの成長を図るために「緩速で攪拌」を10〜20分間行います。曝気(空気を吹き込む)ではありません。
この問題の解説ページを開く →正解:B.フロック形成の場に既成フロックを懸濁させておくと、粒子の接触によって凝集反応の速度を上げることができる。
接触凝集沈殿装置は、径の大きい既成フロックを懸濁させることで粒子の接触を促し、凝集反応の速度を上げて高速で分離します。
この問題の解説ページを開く →正解:D.加圧浮上法での滞留時間は15〜30分程度であり、凝集沈殿法よりも短い時間で処理できる。
加圧浮上法の滞留時間は15〜30分程度であり、1〜2時間を要する凝集沈殿法に比べて短時間で足ります。処理水の清澄度はやや劣ります。
この問題の解説ページを開く →正解:D.上層に密度の大きいザクロ石の細砂を置き、下層に密度の小さいアンスラサイトを置く。
多層ろ過では、上層に密度が小さく粒径の大きいアンスラサイトを、下層に密度が大きく粒径の細かい砂やザクロ石を置きます。
この問題の解説ページを開く →正解:B.一定の流速を超えると、ろ材が流動化してろ過能力を失う問題がある。
上向流ろ過は、一定の流速を超えるとろ材が流動化してろ過能力を失うため、流動化をいかに抑えるかが問題となります。
この問題の解説ページを開く →正解:A.金属イオンを含む排水は一般にアルカリ性であり、酸を加えてpHを下げて処理する。
金属イオンを含む排水は一般に「酸性」であり、これにアルカリを加えてpHを上げて水酸化物の沈殿を生じさせます。
この問題の解説ページを開く →正解:A.金属イオンのモル濃度 [M+] の対数 log[M+]
溶解度積と水のイオン積の式から導かれる式により、pHと金属イオンモル濃度の対数 log[M+] の間に直線関係が成立します。
この問題の解説ページを開く →正解:D.高いpHの領域では過剰の水酸化物イオンと反応して金属錯イオンとなり、再溶解する。
両性化合物の金属水酸化物は、高いpHでは過剰の水酸化物イオンと反応し、金属錯イオンとなって再溶解してしまいます。
この問題の解説ページを開く →正解:C.クロムの水酸化物は両性化合物ではないため、高pHでも再溶解しない。
アルミニウム、鉛、亜鉛と同様に、クロムの水酸化物も両性化合物であり、高いpHで再溶解するため注意が必要です。
この問題の解説ページを開く →正解:C.標準酸化還元電位がより高い系は、より低い系を還元することができる。
標準酸化還元電位の高い系は、より低い系を「酸化」することができます。還元するというのは誤りです。
この問題の解説ページを開く →正解:B.pHが5程度までの領域では、Cl2が減少しHClOが増加する。
塩素を水に溶かした反応はpHに依存し、pH5程度まではCl2が減少してHClOが増加します。さらにpHが上がるとHClOが減少しClO-が優勢になります。
この問題の解説ページを開く →正解:D.還元性物質が存在しなくなるため、再び残留塩素が増加する。
不連続点(残留塩素の極小点)を過ぎると還元性物質が存在しなくなるため、再び遊離塩素として残留塩素が増加します。
この問題の解説ページを開く →正解:B.木質系(ヤシ殻炭など)は、高分子量の物質が除去されやすい。
木質系は3nm以下の細孔が多く、低分子量の物質が除去されやすい特徴があります。高分子量ではありません。
この問題の解説ページを開く →正解:A.廃炭を槽外へ抜き出し、同量の再生炭を補給するため充填炭量を多く必要としない。
移動層吸着は、通水と逆方向に活性炭を移動させ、廃炭の抜き出しと再生炭の補給を行うため、固定層のような充填炭量を必要としません。
この問題の解説ページを開く →正解:C.ケーキ比抵抗の値が大きい汚泥ほど、ろ過脱水が容易で連続ろ過に適している。
ケーキ比抵抗の値が大きい汚泥は、連続ろ過ができないため脱水が困難であり、値を引き下げる工夫が必要です。
この問題の解説ページを開く →正解:B.間欠的な運転であるため、汚泥を連続的に供給することはできない。
フィルタープレスは一定時間ごとに停止しケーキを排出して組み立て直す間欠的な運転であり、汚泥を連続的に供給できません。
この問題の解説ページを開く →正解:C.液状の汚泥がロールの圧搾でベルトの間からはみ出るのを防ぐため
液状の汚泥をいきなりロールで圧搾するとベルトの間からはみ出てしまうため、予備濃縮によって流動性をなくしておく必要があります。
この問題の解説ページを開く →正解:A.出口に近づくにつれてろ体の回転速度を遅くすることで、ケーキ内部に圧縮力を生じさせて脱水する。
多重円盤形脱水機は、出口に近づくにつれてろ体の回転速度を遅くすることにより、ケーキ内部に圧縮力を生じて脱水させます。
この問題の解説ページを開く →正解:B.流動焼却炉 ── 階段状の火格子の上を下降移動しながら乾燥、焼却される。
階段状の火格子の上を下降移動するのは階段式ストーカー炉です。流動焼却炉は砂などの流動媒体を入れて流動化させて燃焼させます。
この問題の解説ページを開く →正解:A.ケーキ比抵抗が著しく上昇し、ろ過が困難になる。
汚泥を水洗すると、アルカリ度が低下したりコロイド性微粒子が除去されたりして、ケーキ比抵抗が下がります。「上昇し」は誤りです。
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