第456問シアンのオゾン酸化法に関する記述として、誤っているものはどれか。
- A微量の銅やマンガンが存在すると、シアンの酸化分解反応は著しく促進される。
- B有害な副生物が生成しにくい長所がある反面、オゾンの製造コストが高い欠点がある。
- Cシアンを窒素と炭酸水素塩にまで分解する方法である。
- D鉄シアノ錯体などの難分解性錯体であっても、オゾンを用いれば瞬時に分解できる。
水質有害物質特論の処理側で、物質ごとに手法を対応づける分野。シアンはアルカリ塩素法の一次分解条件、オゾン酸化、電解酸化、酸分解燃焼、紺青法、そして分解しにくい鉄シアノ錯体まで扱う。クロム(VI)は亜硫酸塩還元と鉄(II)塩還元の得失、水銀は硫化物法と活性炭吸着・キレート樹脂、ひ素とセレンは鉄(III)塩による共沈と生物還元、ふっ素はふっ化カルシウム法と水酸化物共沈、ほう素は吸着樹脂とフルオロほう酸の扱いが問われる。中和剤も消石灰・カセイソーダ・ソーダ灰・石灰石・水酸化マグネシウムで性質が違い、薬品名と化学名の対応が抜けやすい。
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クイズモードで挑戦 →正解:C.水酸化クロム(III)の分散が起こり、処理不全となる。
亜硫酸水素ナトリウムが不足するとクロム(VI)が残留しますが、過剰に添加すると水酸化クロム(III)の分散が起こり処理不全となります。
この問題の解説ページを開く →正解:B.塩素またはオゾンによって容易に酸化されるが、曝気による溶存酸素では酸化されない。
ひ素(III)は塩素やオゾンで酸化されますが、溶存酸素では酸化されないため曝気処理による酸化は困難です。
この問題の解説ページを開く →正解:A.中和時に大量の水酸化鉄を含むスラッジが発生すること。
鉄(II)塩還元法は広いpH範囲で還元が可能ですが、中和時に大量の水酸化鉄スラッジが発生する欠点があります。
この問題の解説ページを開く →正解:C.硫化ナトリウムの過剰存在下では処理が困難なため、鉄塩の併用が必要となる。
カドミウムを硫化物法で処理する場合、過剰な硫化物による再溶解を防ぐため、鉄塩を併用してpH中性域で処理します。
この問題の解説ページを開く →正解:B.ほとんどすべての化合物が溶解度が高く、難溶性塩を生成しないこと。
セレン化合物はほとんどすべて溶解度が高く、難溶性塩を生成しないため共沈や吸着反応が起こりにくく処理が困難です。
この問題の解説ページを開く →正解:D.活性汚泥にシアン排水を少しずつ添加し、シアンを分解・資化する菌を増殖させる。
シアンは強い毒性を示しますが、活性汚泥に少しずつ添加して微生物を馴養すれば生物処理も可能となります。
この問題の解説ページを開く →正解:B.金属鉄を用いてセレン(IV)などに還元して処理する金属鉄還元法
セレン(VI)は共沈処理が有効でないため、金属鉄を用いてセレン(IV)に還元する金属鉄還元法が実用化されています。
この問題の解説ページを開く →正解:B.水酸化アルミニウムへのふっ素の吸着量が小さいため、多量のアルミニウム塩が必要となり汚泥が多量に発生する。
水酸化物共沈法は吸着量が小さいため多量のアルミニウム塩が必要となり、凝集汚泥が多量に発生します。そのため低濃度排水や高度処理に適します。
この問題の解説ページを開く →正解:A.一段目にふっ化カルシウム法を行い、二段目に水酸化物共沈法を行う。
ふっ素濃度の高い排水では、汚泥発生量を抑えるため一段目にふっ化カルシウム法、二段目に水酸化物共沈法を行います。
この問題の解説ページを開く →正解:D.酸性・アルカリ性のどちらにおいても陽イオンとして存在し、水酸化物の沈殿を生成する。
クロム(VI)は陰イオンとして存在するため、そのままでは水酸化物の沈殿を生成しません。還元処理が必要です。
この問題の解説ページを開く →正解:A.窒素化合物の選択性が低いうえ、除去能力の低下した樹脂の再生操作が必要となる。
イオン交換法は窒素化合物の選択性が低く、飽和吸着した樹脂の再生操作(薬剤費)が必要となるのが欠点です。
この問題の解説ページを開く →正解:C.ひ素(III)のほうが、ひ素(V)よりも容易に共沈処理することができる。
ひ素(V)のほうがひ素(III)よりも容易に共沈処理できるため、ひ素(III)をひ素(V)に酸化してから処理を行います。
この問題の解説ページを開く →正解:A.反応速度が速く水温の影響を受けないが、水中の有機物と反応してトリハロメタンを生成する欠点がある。
不連続点塩素処理法は反応が速く水温の影響を受けませんが、水中有機物と反応して発がん性のあるトリハロメタンを生成する欠点があります。
この問題の解説ページを開く →正解:B.水酸化カルシウムを用いるため、pH電極の表面にカルシウム塩(スケール)が析出しやすいこと。
ふっ素排水処理では水酸化カルシウムを用いるため、カルシウムスケールを生じやすく、電極表面に析出しやすいため毎日の点検が必要です。
この問題の解説ページを開く →正解:D.二酸化炭素(CO2)と塩化物イオン(Cl-)
有機塩素化合物は、適切な酸化条件下では二酸化炭素(CO2)と塩化物イオン(Cl-)とに分解されます。塩素ガスではありません。
この問題の解説ページを開く →正解:A.猛毒性であるため、900℃以上で燃焼し、二酸化炭素と窒素に分解する。
酸性にして揮散させたシアン化水素ガスは猛毒性なので、900℃以上で燃焼して二酸化炭素と窒素に分解します。
この問題の解説ページを開く →正解:C.二段反応は、シアン酸の分解を促進させるためにpH10以上の強アルカリ性で行う。
二段反応は、シアン酸の分解がアルカリ性では遅く、中性で促進されるためpH7〜8で行います。
この問題の解説ページを開く →正解:D.ORP計による薬注制御が極めて容易であり、自動化に適している。
鉄(II)塩による還元は、pH1.5以下の強酸性にしない限りORP計による薬注制御が困難であるという欠点があります。
この問題の解説ページを開く →正解:D.汚染された土壌を全て掘り起こし、工場内の専用ロータリーキルンで高温焼却する方法である。
原位置分解法は「その場所で」浄化する技術であり、土壌を掘り起こして別の場所で処理する方法ではありません。
この問題の解説ページを開く →正解:B.鉄シアノ錯体に鉄(II)塩を添加し、難溶性鉄シアン化合物として凝集沈殿させる。
紺青法は鉄シアノ錯体に鉄(II)塩(硫酸鉄)を添加し、ターンブルブルーなどの難溶性塩を生成させて沈殿除去する方法です。
この問題の解説ページを開く →正解:C.pH=0での理論溶解量が極めて小さく、強酸性でも溶解しない。
熟成した硫化水銀(HgS)の沈殿はpH0での理論溶解量が1.26×10^-11mg/Lと極めて小さく、強酸性でも溶解しません。
この問題の解説ページを開く →正解:D.白濁は水銀を吸着したコロイド状物質であり、砂ろ過では分離できない。
残留した鉄が多硫化鉄を形成して生じる白濁は、水銀を吸着したコロイド状物質であり砂ろ過では分離できません。
この問題の解説ページを開く →正解:B.排水中に他の有機物が含まれるとそれらも吸着されるため、有機塩素系化合物の吸着量は一層低くなる。
活性炭は吸着量が少なく濃度で変化し、他の有機物も吸着するため対象物質の吸着量は低くなります。TCEやPCE以外はさらに吸着量が少ないです。
この問題の解説ページを開く →正解:B.イオン交換処理で除去し、再生廃液にカルシウム塩を加えて加熱分解する。
フルオロほう酸は通常の凝集沈殿では除去できないため、イオン交換処理で濃縮し、再生廃液にカルシウム塩を加えて加熱分解します。
この問題の解説ページを開く →正解:A.曝気によって揮散分離できるが、大気中に放散しないよう排ガス処理が必要である。
有機塩素系化合物は低沸点で揮発性が高いため曝気で揮散分離できますが、大気汚染を防ぐため吸着法などの排ガス処理が必要です。
この問題の解説ページを開く →正解:C.N-メチルグルカミン基 ―― ほう酸イオンを特異的に吸着
N-メチルグルカミン基はほう酸イオンを特異的に吸着します。イミノ二酢酸基は銅などを、チオ尿素基は水銀などを吸着します。
この問題の解説ページを開く →正解:D.反応速度が電流密度によるため、シアン濃度の高い方が効率よく処理できる。
電解酸化法は反応速度が電流密度によるため高濃度の方が効率的で、濃厚廃液を安全に処理できますが、鉄シアノ錯体等の分解は困難です。
この問題の解説ページを開く →正解:C.電気還元では多量の水素イオンが消費されpHが上昇するため、酸を添加する。
電解還元では多量の水素イオンが消費されpHが上昇するため、酸を添加して反応を進みやすくします。
この問題の解説ページを開く →正解:B.有機水銀化合物を塩素で酸化分解して塩化物とした後、硫化物法で処理する。
有機水銀化合物は塩素によって完全に塩化物に酸化分解した後、硫化物法で処理するのが最も完全かつ有利とされます。
この問題の解説ページを開く →正解:A.中和速度が速くpH調整が容易であるが、キレート剤の凝集阻害作用を受けやすい。
カセイソーダは中和速度が速くpH調整が容易ですが、キレート剤等による凝集阻害作用を受けやすい特徴があります。
この問題の解説ページを開く →正解:D.外部で培養した塩素化エチレン分解細菌の培養液を汚染地下水に注入する。
外部で培養した微生物を導入して浄化する方法をバイオオーグメンテーションといいます。栄養剤を注入するのはバイオスティミュレーションです。
この問題の解説ページを開く →正解:B.嫌気条件下でセレン(VI)を呼吸作用に使う微生物を利用し、金属セレンに還元する。
生物還元法は、嫌気条件下で微生物を利用してセレン(VI)を金属セレン(Se0)に還元する技術です。
この問題の解説ページを開く →正解:C.pH調整は処理水質に大きく影響するため、pH計の校正やpH電極の点検は毎日行うことが望ましい。
pH調整は処理水質に影響するため、pH計の校正やpH電極の点検は毎日行うことが望ましいとされています。
この問題の解説ページを開く →正解:A.空気を供給し、加温加圧条件下において高性能触媒と接触させる。
触媒分解法では、空気を供給し、加温加圧条件下において貴金属や金属酸化物からなる高性能触媒と接触させ窒素ガスに変えます。
この問題の解説ページを開く →正解:C.少量の塩素を添加し、コロイド状の水銀をイオン化してから吸着させる。
水銀キレート樹脂で高度処理を行うときは、少量の塩素を添加してコロイド状の水銀をイオン化してから吸着させます。
この問題の解説ページを開く →正解:D.セレン(IV)に還元した上で、pH6程度の中性から弱酸性にかけて処理する。
セレンはセレン(IV)であれば水酸化鉄(III)の共沈が有効であり、最適pHは6程度(中性から弱酸性)です。
この問題の解説ページを開く →正解:A.適したpHが10〜11であり、重金属処理とふっ素の高度処理を同時に行える。
水酸化マグネシウムを用いた共沈法はpH10〜11が適しており、この領域では重金属水酸化物も析出するため同時処理が可能です。
この問題の解説ページを開く →正解:D.pHや反応時間を最適条件に調整すれば、処理水中のふっ素を1mg/L以下にできる。
ふっ化カルシウム法は最適条件に調整しても、ふっ素8mg/L以下に処理することは困難であり、実際には10〜20mg/L程度残留します。
この問題の解説ページを開く →正解:B.セリウムなどの希土類水酸化物を交換体とした樹脂を用い、再生廃液は凝集沈殿で処理する。
ふっ素吸着法ではセリウムなどの希土類水酸化物を交換体とした樹脂を用い、再生廃液は前段の凝集沈殿で処理するため汚泥発生量が少なく済みます。
この問題の解説ページを開く →正解:C.pH12以上の強アルカリでは水酸化錯イオンとなって再溶解する。
カドミウムの水酸化物はアルカリ性で沈殿しますが、pH12以上の強アルカリでは水酸化錯イオンとなって再溶解します。
この問題の解説ページを開く →正解:A.複数の充填塔を直列に通水するメリーゴーランド方式とし、先頭の塔から対象物質のリークを検出して切り替える。
活性炭は吸着量が少ないため交換時期の見極めが重要であり、通常は複数の充填塔を直列に通水するメリーゴーランド方式を用います。
この問題の解説ページを開く →正解:B.テトラクロロエチレン(PCE)の分解速度は、トリクロロエチレン(TCE)よりも速い。
PCEの分解速度は遅く、TCEの約1/10〜1/30といわれています。塩素数が多いほど分解率は低くなります。
この問題の解説ページを開く →正解:C.アルミニウム塩および水酸化カルシウム
ほう素は難溶性塩を生じませんが、アルミニウム塩と水酸化カルシウムを併用し、高pH域で生成するアルミン酸カルシウムに吸着させることで処理できます。
この問題の解説ページを開く →正解:B.セリウム系キレート樹脂は、ひ素(V)のほうがひ素(III)よりも吸着量が多いため酸化処理が必須である。
セリウム系キレート樹脂は、共沈処理とは逆にひ素(III)のほうがひ素(V)よりも吸着量が多く、酸化処理が不要です。
この問題の解説ページを開く →正解:A.好気分解では最終的に無機物に分解されるが、嫌気分解では塩素原子が外れる還元的脱塩素化反応が起こる。
好気分解は酵素作用で最終的に水や二酸化炭素などの無機物に分解し、嫌気分解は塩素原子が1個ずつ外れる還元的脱塩素化反応が起こります。
この問題の解説ページを開く →正解:D.過剰な硫化物イオンを固定し共沈効果を高めるため、鉄塩などの併用が必要となる。
硫化物法では多硫化物の生成による再溶解を防ぐため、鉄塩などを併用して過剰な硫化物イオンを固定します。
この問題の解説ページを開く →正解:D.中和速度は遅いが、重金属水酸化物に対しては汚泥減容効果が著しい。
水酸化マグネシウムは中和速度が遅い反面、重金属水酸化物に対する汚泥減容効果が著しいのが特徴です。
この問題の解説ページを開く →正解:B.排水のpHを下げて強酸性とし、アンモニウムイオンをアンモニアガスに変えて大気中に揮散させる。
アンモニアストリッピング法は、排水のpHを「上げて」アルカリ性とすることでアンモニアガスに変換します。
この問題の解説ページを開く →正解:C.酸化還元電位計(ORP計)を用いて還元剤の注入制御を行う。
クロム(VI)の還元剤(亜硫酸水素ナトリウムなど)の薬注制御は、酸化還元電位計(ORP計)によって行います。
この問題の解説ページを開く →正解:A.最適共沈pHは4〜5であるが、鉄(III)塩を過剰に添加すると3〜7に広がる。
鉄(III)塩によるひ素の最適共沈pHは4〜5ですが、過剰に添加すると3〜7に広がります。
この問題の解説ページを開く →正解:B.活性炭はセレン(IV)に対して極めて高い吸着効果を示し、実用的に広く用いられる。
活性炭ではセレンに対する吸着効果は認められず、活性アルミナがセレン(IV)に対して有効です。
この問題の解説ページを開く →正解:D.重金属を他の無害な元素で置換し、置換された重金属を難溶性水酸化物として沈殿させる。
置換法は、キレート剤で封鎖された重金属を他の無害な元素で置換し、難溶性水酸化物として沈殿させる方法です。
この問題の解説ページを開く →正解:C.鉛はアミン類やクエン酸などと錯体を形成するが、アンモニアとは錯体を形成しない。
鉛はアミン類などと錯体を形成しますが、他の重金属より安定度が低く、アンモニアとは錯体を形成しません。
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