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公害防止管理者 水質関係第1種 汚水処理特論の練習問題65問
公害防止管理者 水質関係第1種の試験科目「汚水処理特論」の問題を65問掲載しています。 本番の出題数は25問です。すべての問題に「なぜそうなるか」「ここだけ覚える」の解説と、根拠となる出典を付けています。 このうち65問は、法令の条文や公的な技術資料にあたって内容を確認済みです。
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汚水処理特論は25問|75問の3分の1を占める最大科目
この科目の練習問題は全65問です。収録論点の例:生物処理(12問)、物理化学処理(10問)、計算問題(10問)。この内訳は当サイトの収録数で、本試験の出題配分ではありません。
汚水処理特論は25問と、水質関係第1種の5科目でいちばん大きな科目です。ここの出来がそのまま合否に響きます。範囲は生物処理(活性汚泥法など)・物理化学処理(凝集・沈殿・吸着・膜分離)・汚泥処理・測定まで広がります。除去率や負荷量の計算は、手を動かした回数がそのまま得点になります。
最大科目だけに、1年目からの正面突破が基本です。単元ごとの進め方は汚水処理特論の攻略に、科目合格をどう組むかは学習計画の記事にまとめています。
活性汚泥の指標:MLSSは「量」、SVIは「沈みやすさ」
SVI=沈降性/200超でバルキングを疑う
図を拡大する +この科目を5問解く →掲載問題(全65問)
選択肢を考えたあと、「答えと解説を見る」を開いて確認できます。
活性汚泥法において、汚泥の沈降性を表す指標として用いられるものはどれか。
- MLSS
- BOD
- SVI
- HRT
- DO
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正解 3SVI
SVI(汚泥容量指標)は汚泥の沈降性を示す指標で、値が大きいほど沈みにくいことを意味します。
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公的資料では「活性汚泥の沈降性を表す指標の一つ」と定義され、SVI=SV(vol%)×10,000÷MLSS(mg/L) と示されています。MLSSは「反応タンク内の微生物や有機物などの総浮遊物質量の濃度」で、量の指標です。
活性汚泥のバルキング(膨化)の主な原因として、最も適切なものはどれか。
- 返送汚泥量が過剰であること
- 流入水温が低すぎること
- 凝集剤の添加量が過剰であること
- 糸状性微生物の異常増殖
- 曝気槽内の溶存酸素が過剰であること
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正解 4糸状性微生物の異常増殖
糸状性微生物が異常増殖すると汚泥がふわふわして沈降しにくくなります。これがバルキング(膨化)です。
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教本の異常対処表では、SVIの上昇・汚泥界面が明瞭・上澄みが清澄という症状を「糸状性」バルキングとし、原因を低負荷・低DO、対処を曝気量やMLSSの調整としています。
排水中の重金属を水酸化物として沈殿除去する処理法において、最も重要な管理項目はどれか。
- 電気伝導率
- 色度
- 臭気
- pH
- 水温
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正解 4pH
金属ごとに溶解度が最小となるpH域が異なるため、狙った金属が最も溶けにくいpHに合わせる必要があります。
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pHが高すぎると両性金属(亜鉛、アルミニウムなど)は再溶解します。複数金属を含む排水では処理を分ける工夫が必要です。
シアンを含む排水の処理方法として、一般的に用いられるものはどれか。
- イオン交換法
- アルカリ塩素法
- 生物脱窒法
- 水酸化物沈殿法
- 加圧浮上法
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正解 2アルカリ塩素法
アルカリ性下で次亜塩素酸ナトリウムにより酸化分解し、シアン酸を経て窒素と二酸化炭素に分解します。
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酸性下で塩素を加えると有毒な塩化シアンが発生するため、pH管理は安全上きわめて重要です。
六価クロムを含む排水の一般的な処理方法として、正しいものはどれか。
- そのまま活性汚泥法で生物分解する
- 酸性下で還元して三価クロムとし、アルカリで水酸化物として沈殿させる
- アルカリ性下で酸化して沈殿させる
- 曝気により揮発させて除去する
- 加圧浮上により浮上分離する
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正解 2酸性下で還元して三価クロムとし、アルカリで水酸化物として沈殿させる
六価クロムは毒性が高く水酸化物になりにくいため、まず還元して三価クロムに変えてから沈殿させます。
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還元は酸性下(pH2〜3程度)で亜硫酸塩などを用い、その後アルカリ側にして水酸化クロムとして沈殿除去します。
排水中の油分やSSを微細気泡に付着させて分離する処理法はどれか。
- 急速ろ過法
- イオン交換法
- 逆浸透法
- 嫌気性消化法
- 加圧浮上法
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正解 5加圧浮上法
加圧下で水に溶かした空気を、減圧時に微細気泡として放出させ、汚れを気泡にくっつけて浮かせます。
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教本では「加圧浮上装置による直接的な除去対象物は、水と相を異にするSSおよび油分」とされ、気泡を付着させやすくするためPACや高分子凝集剤で汚泥を凝集させる方法も挙げられています。
凝集沈殿処理で用いられる凝集剤として、適切でないものはどれか。
- 水酸化ナトリウム
- ポリ硫酸第二鉄
- 塩化第二鉄
- ポリ塩化アルミニウム(PAC)
- 硫酸アルミニウム(硫酸バンド)
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正解 1水酸化ナトリウム
水酸化ナトリウムはpHを調整する薬品であり、粒子を集めて大きくする凝集剤ではありません。
関連知識・ひっかけを読む
教本では無機凝集剤として硫酸アルミニウム(硫酸バンド)・PAC・塩化第二鉄などを挙げ、水中で水酸化物のフロックを作る仕組みを説明しています。pH調整剤とは役割が違います。
生物学的窒素除去において、硝化と脱窒の条件の組み合わせとして正しいものはどれか。
- 硝化:無酸素条件/脱窒:嫌気条件
- 硝化:好気条件/脱窒:無酸素条件
- 硝化:好気条件/脱窒:好気条件
- 硝化:嫌気条件/脱窒:嫌気条件
- 硝化:無酸素条件/脱窒:好気条件
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正解 2硝化:好気条件/脱窒:無酸素条件
硝化菌は酸素を使ってアンモニアを酸化し、脱窒菌は酸素がない条件で硝酸を窒素ガスに還元します。必要な条件が正反対です。
関連知識・ひっかけを読む
公的資料では「アンモニアを亜硝酸及び硝酸へと酸化する硝化工程と、さらに、それらを窒素ガスに還元する脱窒工程とからなる」と説明されています。実施設では循環式硝化脱窒法や嫌気無酸素好気法が使われます。
汚泥処理の一般的な工程の順序として、最も適切なものはどれか。
- 乾燥 → 濃縮 → 脱水
- 脱水 → 濃縮 → 乾燥・焼却
- 焼却 → 脱水 → 濃縮
- 濃縮 → 脱水 → 乾燥・焼却
- 脱水 → 乾燥 → 濃縮
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正解 4濃縮 → 脱水 → 乾燥・焼却
汚泥処理は含水率を段階的に下げていくのが基本で、水分の多い順に処理していきます。
関連知識・ひっかけを読む
公的資料では汚泥調整槽を「汚泥濃度を1.5〜2%程度に濃縮する施設」とし、脱水を「汚泥から液体を分離する」工程と説明しています。含水率を段階的に下げていく流れです。
流入BOD濃度200mg/L、排水量1,000m³/日の排水を処理し、放流水のBOD濃度を20mg/Lにした。BOD除去率は何%か。
- 90%
- 95%
- 85%
- 70%
- 80%
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正解 190%
除去率=(流入濃度-流出濃度)÷流入濃度×100=(200-20)÷200×100=90%。濃度だけで計算でき、排水量は使いません。
関連知識・ひっかけを読む
除去量を問われた場合:180mg/L×1,000m³=180kg/日。
ストークスの法則によると、球形粒子の沈降速度は粒子径とどのような関係にあるか。
- 粒子径の2乗に比例する
- 粒子径の3乗に比例する
- 粒子径に反比例する
- 粒子径に正比例する
- 粒子径とは無関係である
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正解 1粒子径の2乗に比例する
ストークスの法則では、沈降速度は粒子径の2乗に比例し、粒子と水の密度差に比例し、水の粘度に反比例します。
関連知識・ひっかけを読む
教本では浮上速度の式を Vr=(g/18μ)(Pw−Po)D² と示しており、径Dの2乗に比例することが式から読み取れます。粒子と液体の密度差に比例し、粘度に反比例する点も同じです。
凝集処理において、凝集剤(無機凝集剤・高分子凝集剤)が微粒子を凝集させる作用として適切でないものはどれか。
- 架橋作用による粗大化
- 微生物による分解
- 生成した水酸化物フロックによる捕捉
- 荷電中和
- 電気二重層の圧縮
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正解 2微生物による分解
凝集は電気的な反発を弱めて粒子どうしをくっつける物理化学的な作用で、微生物による分解は関係ありません。
関連知識・ひっかけを読む
教本では「懸濁している粒子の表面は負に帯電していることが多く、正荷電の物質を加えれば凝集が起こる」とし、高分子凝集剤については「粒子間に架橋して凝集を起す」と説明しています。
膜分離法において、分離できる粒子・分子の大きさが小さい順(=膜の孔径が細かい順)に並べたものはどれか。
- 4種類の孔径はほぼ同じである
- 精密ろ過膜(MF) < 限外ろ過膜(UF) < ナノろ過膜(NF) < 逆浸透膜(RO)
- ナノろ過膜(NF) < 逆浸透膜(RO) < 精密ろ過膜(MF) < 限外ろ過膜(UF)
- 逆浸透膜(RO) < ナノろ過膜(NF) < 限外ろ過膜(UF) < 精密ろ過膜(MF)
- 限外ろ過膜(UF) < 精密ろ過膜(MF) < 逆浸透膜(RO) < ナノろ過膜(NF)
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正解 4逆浸透膜(RO) < ナノろ過膜(NF) < 限外ろ過膜(UF) < 精密ろ過膜(MF)
膜は孔径によって除去できるものが変わります。孔が細かいほど小さなものまで取れます。
関連知識・ひっかけを読む
公的資料の表では、分離対象が大きい順にMF(0.01〜10μm粒子)→UF(分子量1,000〜200,000)→NF(分子量200〜1,000)→RO(分子量〜350)と示され、操作圧も MF(負圧〜数100kPa)から RO(数MPa〜10MPa)へと大きくなります。
活性炭吸着が特に有効な対象として、最も適切なものはどれか。
- 粒径の大きい砂などの無機粒子
- 水中の溶存酸素
- 難生分解性の有機物・色度・臭気成分
- 水中に溶解しているナトリウムイオン
- 排水の温度
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正解 3難生分解性の有機物・色度・臭気成分
活性炭は疎水性で分子量の比較的大きい有機物をよく吸着します。生物処理で分解しにくいものを最後に取るのに向いています。
関連知識・ひっかけを読む
教本では「CODの除去を主体に考える場合には活性炭吸着がもっとも一般的」「活性炭表面の細孔にCOD成分を吸着して除去する」とされ、凝集沈殿では取りきれない溶解性成分に有効とされています。
生物膜法に分類される処理方式として、適切でないものはどれか。
- 回転円板法
- 散水ろ床法
- 流動床法
- 接触酸化法
- 標準活性汚泥法
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正解 5標準活性汚泥法
標準活性汚泥法は微生物を水中に浮遊させる方式で、担体の表面に付着させる生物膜法ではありません。
関連知識・ひっかけを読む
教本では標準活性汚泥法などを微生物を浮遊させる方式とし、これに対し「曝気槽に固定式接触材や浮遊式の担体を充填する生物膜法がある」と、微生物を付着させる方式を区別しています。
嫌気性処理(メタン発酵)の特徴として、適切でないものはどれか。
- 低濃度の排水を短時間で処理するのに適している
- 発生したメタンガスをエネルギーとして回収できる
- 曝気のための動力が不要である
- 好気性処理に比べて余剰汚泥の発生量が少ない
- 高濃度の有機性排水の処理に適している
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正解 1低濃度の排水を短時間で処理するのに適している
嫌気性処理は反応速度が遅く滞留時間が長くなるため、低濃度の排水を短時間で処理する用途には向きません。
関連知識・ひっかけを読む
教本では嫌気性処理の利点として、好気性処理の負荷低減・有機物を燃料ガスに転換・希釈水が不要・バルキング抑制を挙げ、BOD除去率は一般に80〜90%としています。
生物学的りん除去法において、りんを過剰に摂取させるために必要な条件はどれか。
- 水温を常に10℃以下に保つ
- 好気条件のみを長時間維持する
- 嫌気条件のみを長時間維持する
- 無酸素条件のみを維持する
- 嫌気条件と好気条件を組み合わせる
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正解 5嫌気条件と好気条件を組み合わせる
嫌気条件でいったんりんを吐き出させてから好気条件に移すと、微生物は吐き出した量を上回るりんを取り込みます(過剰摂取)。
関連知識・ひっかけを読む
教本では、活性汚泥を嫌気状態にして有機物を与えるとりんを放出し、その後に好気状態に戻すと放出した量を上回るりんを取り込む(過剰摂取)と説明しています。この原理を使う代表的なプロセスが嫌気好気法(AO法)です。
汚泥の脱水に用いられる機械として、適切でないものはどれか。
- 遠心脱水機
- 散気ブロワ
- フィルタープレス脱水機
- スクリュープレス脱水機
- ベルトプレス脱水機
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正解 2散気ブロワ
散気ブロワは曝気槽に空気を送る装置であり、汚泥から水を絞り出す脱水機ではありません。
関連知識・ひっかけを読む
教本の表では脱水機としてベルトプレス・遠心脱水機・フィルタープレス・真空脱水機・スクリュープレスが挙げられ、機種ごとに脱水率・回収率・設備費などの特徴が比較されています。
曝気槽混合液を30分静置したときの沈殿汚泥量が200mL/L、MLSSが2,000mg/Lであった。このときのSVIはいくらか。
- 400
- 200
- 50
- 1,000
- 100
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正解 5100
SVI=SV30(mL/L)×1,000÷MLSS(mg/L)=200×1,000÷2,000=100。SVIは汚泥1gが占める容積(mL)を表します。
関連知識・ひっかけを読む
SVをmL/Lで表すと SVI=SV30(mL/L)×1,000÷MLSS、vol%で表すと SVI=SV(vol%)×10,000÷MLSS となり、同じ式です。単位の取り方が違うだけなので混乱しないようにしましょう。
排水量2,000m³/日、流入BOD濃度150mg/Lの排水がある。1日に流入するBOD量は何kgか。
- 30kg
- 750kg
- 3,000kg
- 300kg
- 150kg
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正解 4300kg
BOD量=濃度×水量=150mg/L×2,000m³/日。1mg/L×1m³=1gなので、150×2,000=300,000g=300kg/日。
関連知識・ひっかけを読む
この換算を覚えておくと、負荷量の計算は確実に解けます。
スクリーン(除塵設備)の主な役割として、最も適切なものはどれか。
- 排水中の粗大な夾雑物を除去し、後段の設備を保護する
- 排水中の重金属を沈殿させる
- 排水を消毒する
- 排水中の溶解性有機物を分解する
- 排水のpHを調整する
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正解 1排水中の粗大な夾雑物を除去し、後段の設備を保護する
スクリーンは処理系統の最前段に置かれ、布・木片・ビニールなどの粗大な夾雑物を除去します。
関連知識・ひっかけを読む
公的資料では「下水中の浮遊性のきょう雑物を除去するもので、放流水域の汚濁防止、ポンプ等の保護及び処理過程を円滑にするために設置する」と、後段の設備を守る役割が明記されています。
流量調整槽を設ける主な目的として、最も適切なものはどれか。
- 排水中の重金属を回収する
- 排水の量と水質の変動をならし、後段の処理を安定させる
- 処理水を消毒する
- 排水の温度を上げる
- 汚泥を脱水する
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正解 2排水の量と水質の変動をならし、後段の処理を安定させる
生物処理は急激な負荷変動に弱いため、変動する排水量・濃度をならしてから送る必要があります。
関連知識・ひっかけを読む
教本では「単位操作能力を時間的瞬間最大負荷で設計することは経済性が著しく低下するので、通常は原水調整槽を設けて、水量と水質の平準化をできるだけ行う」と説明されています。
中和処理において、酸性排水を中和するために用いる薬品として適切でないものはどれか。
- 水酸化ナトリウム
- 消石灰(水酸化カルシウム)
- 炭酸ナトリウム
- 水酸化マグネシウム
- 硫酸
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正解 5硫酸
硫酸は酸性の薬品なので、酸性排水の中和には使えません(アルカリ性排水の中和に使います)。
関連知識・ひっかけを読む
教本の分類表では中和と凝集を化学処理として並べ、アルカリ剤として消石灰などを挙げています。硫酸は酸性の薬品なので、酸性排水を中和する側には使えません。
活性汚泥法における MLSS の意味として正しいものはどれか。
- 排水が槽内に滞留する時間
- 1日あたりの流入BOD量
- 曝気槽混合液中の浮遊物質濃度
- 汚泥の沈降性を示す指標
- 処理水中の溶存酸素濃度
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正解 3曝気槽混合液中の浮遊物質濃度
MLSS(Mixed Liquor Suspended Solids)は曝気槽混合液中の浮遊物質濃度で、活性汚泥がどれだけ入っているかの目安です。
関連知識・ひっかけを読む
公的資料では「反応タンク内の微生物や有機物などの総浮遊物質量の濃度」とされ、「濃度が高いと固液分離不良、低いと処理能力低下につながる」と、高すぎても低すぎても問題になることが示されています。
活性汚泥処理において、微生物の増殖に必要な栄養素の一般的な比率(BOD:N:P)として用いられる目安はどれか。
- 100 : 1 : 5
- 1 : 1 : 1
- 100 : 50 : 10
- 10 : 5 : 1
- 100 : 5 : 1
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正解 5100 : 5 : 1
微生物が正常に増殖するには炭素だけでなく窒素・りんも必要で、その比率の目安が決まっています。
関連知識・ひっかけを読む
教本には「生物処理には窒素と燐が、BOD : N : P =100:5:1の割合で必要といわれている」と明記されています。食品工場排水は燐が不足しがちで、燐酸などの形で添加されることが多いとされています。
イオン交換法によって除去できる対象として、最も適切なものはどれか。
- 水中の油膜
- 排水中の温度
- 水中に溶解しているイオン性物質
- 水中の細菌
- 水中に浮遊する砂などの粗大粒子
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正解 3水中に溶解しているイオン性物質
イオン交換法は樹脂に含まれるイオンと水中のイオンを置き換えることで、溶けているイオン性物質を除去します。
関連知識・ひっかけを読む
教本の分類表では、イオン交換を「物理化学処理」の吸着系に位置づけています。溶けているイオンを樹脂のイオンと置き換える方法なので、浮遊粒子や油分には別の方法が必要です。
工場の排水対策として、汚濁負荷の絶対量を減らせる取り組みはどれか。
- 測定の頻度を減らす
- 放流口を分散させる
- 処理水を増やして濃度を下げる
- 製品の歩留まりを向上させる
- 排水を希釈してから放流する
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正解 4製品の歩留まりを向上させる
歩留まりが上がるということは、原料が製品にならずに排水へ流れ出る量が減るということです。濃度ではなく汚濁負荷の絶対量そのものが減ります。
関連知識・ひっかけを読む
希釈や放流口の分散は、濃度を見かけ上下げるだけで負荷の総量は変わりません。総量規制の考え方では意味がありません。
排水量500m³/日、SS濃度200mg/Lの排水を処理し、SS濃度を20mg/Lにした。1日に除去されるSS量は何kgか。
- 100kg
- 90kg
- 45kg
- 9kg
- 10kg
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正解 290kg
除去濃度=200-20=180mg/L。除去量=180mg/L×500m³=90,000g=90kg/日。
関連知識・ひっかけを読む
除去率を問われた場合は(200-20)÷200×100=90%となります。
容量600m³の曝気槽に、排水が200m³/日で流入している。このときの水理学的滞留時間(HRT)は何時間か。
- 72時間
- 48時間
- 24時間
- 3時間
- 8時間
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正解 172時間
HRT=槽容量÷流入水量=600m³÷200m³/日=3日=72時間。単位を「日」で出してから時間に直すのが確実です。
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標準活性汚泥法のHRTは6〜8時間程度なので、この条件はかなり長い滞留時間といえます。
油分を含む排水の処理において、比重差を利用して油を分離する最も基本的な設備はどれか。
- イオン交換塔
- 中和槽
- 油水分離槽(オイルセパレータ)
- 曝気槽
- 脱水機
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正解 3油水分離槽(オイルセパレータ)
油は水より比重が小さいため、静置すると浮上します。この性質をそのまま利用したのが油水分離槽(オイルセパレータ)です。
関連知識・ひっかけを読む
教本では「廃水中に含まれる油脂類の分離は、水と油の比重差を利用して油脂類を浮上させて水から分離するやり方が一般的」とされ、浮上速度にストークスの法則が適用できるとしています。
沈砂池の主な目的として、最も適切なものはどれか。
- 重金属を沈殿させる
- 砂などの比重の大きい無機物を沈降除去する
- 油分を浮上分離する
- 窒素を除去する
- 溶解性有機物を分解する
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正解 2砂などの比重の大きい無機物を沈降除去する
沈砂池は流速を落として、砂や小石など比重の大きい無機物を先に沈めるための池です。後段のポンプや配管の摩耗を防ぎます。
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教本では前処理工程について、スクリーンで夾雑固形物を除去し、流入部に沈砂池を置くという構成が示されています。後段の設備を守るための前処理という位置づけです。
砂ろ過の主な役割として、最も適切なものはどれか。
- 溶解しているイオンを除去する
- pHを調整する
- 沈殿処理では残る細かい懸濁物を捕捉して除去する
- 有機物を生物分解する
- 水温を下げる
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正解 3沈殿処理では残る細かい懸濁物を捕捉して除去する
砂ろ過は砂層のすきまで細かい濁りを捕らえる物理的な処理で、沈殿だけでは取りきれない微細な懸濁物を除去して処理水の仕上げに使われます。
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教本では「BOD、COD、SSなどの低減のための三次処理」として「砂ろ過、凝集沈殿、活性炭吸着の単独使用または組み合わせ」を挙げており、二次処理の後の仕上げに位置づけられています。
オゾン処理の特徴として、最も適切なものはどれか。
- 強い酸化力により脱色・脱臭や難分解性物質の分解に用いられる
- 汚泥の含水率を下げる
- 処理水中にオゾンが長期間残留する
- 常温常圧で長期間貯蔵して運搬できる
- 有機物を凝集させて沈殿させる
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正解 1強い酸化力により脱色・脱臭や難分解性物質の分解に用いられる
オゾンは酸化力が非常に強く、色度成分や臭気成分、生物分解しにくい有機物を分解できます。
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公的資料では高度処理を「通常の有機物除去を主とした二次処理で得られる処理水質以上の水質を得る目的で行う処理」とし、除去対象は浮遊物・有機物・栄養塩類などとしています。オゾンはその手段の一つです。
含水率99%の汚泥100m³を、含水率98%まで濃縮した場合の汚泥量として正しいものはどれか。ただし固形分の量は変わらないものとする。
- 25m³
- 98m³
- 99m³
- 50m³
- 80m³
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正解 450m³
固形分は 100×(1-0.99)=1m³ 相当。濃縮後は固形分が2%を占めるので、全体量は 1÷0.02=50m³ になります。
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含水率が99%→98%と1ポイント下がるだけで量は半分になります。高含水域ではわずかな変化が大きく効くのがポイントです。
上水道などで用いられる清澄ろ過のろ材について、一般に望ましいとされるものはどれか。
- 有効径がおよそ0.5〜0.7mmの砂
- 有効径5〜7mm程度の砂利
- 有効径0.01mm程度の粘土
- 粒径のそろっていない砕石
- 活性炭のみ
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正解 1有効径がおよそ0.5〜0.7mmの砂
細かすぎると目詰まりが早く、粗すぎると濁りが抜けてしまいます。上水道のろ過では有効径がおよそ0.5〜0.7mmの砂が望ましいとされています。
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有効径とともに「均等係数」も効いてきます。粒径がそろっているほど、ろ層全体を均等に使えます。
汚水処理計画を立てる際に、最初に行うべきこととして最も適切なものはどれか。
- 処理場の建設費用を決定する
- 放流先の水域の名称を確認する
- 処理装置の機種をカタログから選定する
- 排水の水量・水質とその変動を調査し、処理対象を明確にする
- 汚泥処分の委託先を決定する
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正解 4排水の水量・水質とその変動を調査し、処理対象を明確にする
何をどれだけ処理するのかが分からなければ、方式も規模も決められません。まず対象排水の量と質、その変動幅を把握することがすべての出発点です。
関連知識・ひっかけを読む
教本では処理システムを「①廃水の特性 ②放流水水質のレベル ③経済性 ④立地環境条件 ⑤企業の環境方針」から構成するとしており、①の廃水の特性を把握することが出発点になります。
一般的な排水処理のフローの組み立て方として、最も適切な順序はどれか。
- 前処理 → 汚泥処理 → 主処理 → 後処理
- 主処理 → 前処理 → 汚泥処理 → 後処理
- 前処理 → 主処理 → 後処理(高度処理)→ 汚泥処理
- 後処理 → 主処理 → 前処理 → 汚泥処理
- 汚泥処理 → 前処理 → 主処理 → 後処理
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正解 3前処理 → 主処理 → 後処理(高度処理)→ 汚泥処理
後段の設備を守るために粗大物や油分を先に取り(前処理)、主要な汚濁を落とし(主処理)、足りない分を仕上げ(後処理)、その過程で出た汚泥を処理する、という流れになります。
関連知識・ひっかけを読む
教本の処理フロー図は「前処理 → 一次/二次処理(生物処理) → 三次処理(ろ過・凝集沈殿・活性炭吸着) → 水再利用」と並び、そこから出る汚泥を「汚泥処理(脱水・乾燥・焼却)」で別系統として扱う構成になっています。
活性炭の再生についての記述として、最も適切なものはどれか。
- 再生は法令で義務づけられている
- 再生すれば性能は新炭を上回る
- 全量を新炭に交換するか再生して使うかは、再生コストなどを考慮して判断する
- 活性炭は再生できないので必ず新炭に交換する
- 再生した活性炭は排水処理に使えない
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正解 3全量を新炭に交換するか再生して使うかは、再生コストなどを考慮して判断する
活性炭は加熱などで再生して繰り返し使えますが、再生には設備と費用がかかります。新炭に替えるほうが安いこともあるため、コストを比べて決めます。
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活性炭は難生分解性の有機物・色度・臭気の除去に有効ですが、無機イオンの除去は苦手です。使いどころを間違えないことも大切です。
生物処理を計画する際に用いる負荷の指標として、適切でないものはどれか。
- BOD-MLSS負荷(kg-BOD/kg-MLSS・日)
- 水理学的滞留時間(HRT)
- BOD容積負荷(kg-BOD/m³・日)
- 汚泥日齢(SRT)
- 処理場の敷地面積あたりの従業員数
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正解 5処理場の敷地面積あたりの従業員数
生物処理の設計は「微生物の量と槽の大きさに対して、どれだけの有機物を与えるか」で決まります。敷地面積あたりの人数は処理性能と関係がありません。
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教本では設計に BOD-MLSS負荷(BOD kg/MLSS kg・日)を用いるとし、通常0.02〜0.4の範囲、MLSS濃度は2,000〜5,000mg/Lの範囲としています。容積負荷はこれらから求められます。
排水処理設備の容量を計画する際の考え方として、最も適切なものはどれか。
- 最大水量の2倍以上を常に確保する
- 年間の平均水量に合わせて計画すれば足りる
- 水量は考えず水質だけで決める
- 将来の生産増は考慮しない
- 日間の変動や季節変動を見込み、ピーク時にも処理できる容量と調整機能を確保する
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正解 5日間の変動や季節変動を見込み、ピーク時にも処理できる容量と調整機能を確保する
平均で設計するとピーク時に処理しきれず、最大だけで設計すると過大投資になります。調整槽で変動を吸収しつつ、必要な容量を確保するのが基本です。
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教本では「負荷変動、水質変動に対しても安定した処理が行えることが重要」とし、瞬間最大負荷で設計すると経済性が落ちるため調整槽で平準化する、という考え方を示しています。
イオン交換樹脂について、正しいものはどれか。
- 活性基としてスルホン酸基をもつものは、強塩基性の陰イオン交換樹脂にあたる
- イオン交換樹脂は油分の除去に用いる
- イオン交換樹脂は懸濁物質の除去に用いる
- イオン交換樹脂は再生できない
- 活性基としてスルホン酸基をもつものは、強酸性の陽イオン交換樹脂にあたる
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正解 5活性基としてスルホン酸基をもつものは、強酸性の陽イオン交換樹脂にあたる
樹脂母体に結合している活性基の種類で性質が決まります。スルホン酸基(−SO₃H)は強い酸なので、強酸性陽イオン交換樹脂になります。
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イオン交換で除けるのは水に溶けているイオンです。懸濁物質や油分は前段のろ過・分離で先に取り除いておく必要があります。
膜分離法についての記述として、正しいものはどれか。
- 逆浸透法にかける圧力は、浸透圧より小さくてよい
- 逆浸透法では、希薄溶液側に圧力をかける
- 精密ろ過は、細菌や細かい濁りといった比較的大きなものを止めるのに使う
- 精密ろ過は、溶けているイオンの除去に用いられる
- 限外ろ過は逆浸透より小さい物質を除去できる
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正解 3精密ろ過は、細菌や細かい濁りといった比較的大きなものを止めるのに使う
膜は目の細かさで使い分けます。精密ろ過(MF)はいちばん目が粗く、微細な懸濁粒子や細菌のような比較的大きなものを止めます。
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目の細かい順に、逆浸透(RO)<ナノろ過<限外ろ過(UF)<精密ろ過(MF)です。逆浸透では濃厚溶液側に浸透圧以上の圧力をかけて水を押し出します。
既存の排水処理設備の能力が不足した場合の対応として、最も優先して検討すべきものはどれか。
- ただちに処理設備を増設する
- 放流先を変更する
- 工程での使用水量や汚濁物質の発生そのものを減らせないか検討する
- 排水基準の緩和を申請する
- 希釈して排出する
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正解 3工程での使用水量や汚濁物質の発生そのものを減らせないか検討する
処理設備を大きくするより、そもそも出る量を減らすほうが、費用も運転負担も小さく済みます。発生源対策が最も効率のよい手です。
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教本では瞬間最大負荷で設計すると経済性が著しく低下するとし、まず負荷そのものを平準化する考え方を示しています。設備を大きくする前に発生側を見直すのが合理的です。
汚泥の脱水機についての記述として、正しいものはどれか。
- 遠心脱水機は、ろ布で挟んで圧搾する
- ベルトプレス脱水機は、遠心力で脱水する
- ベルトプレス脱水機は、汚泥をろ布の間に挟み、ロールを介して圧搾脱水する
- スクリュープレス脱水機は、加熱して水分を蒸発させる
- フィルタープレス脱水機は、真空で吸引して脱水する
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正解 3ベルトプレス脱水機は、汚泥をろ布の間に挟み、ロールを介して圧搾脱水する
ベルトプレスは2枚のろ布で汚泥を挟み、ロールで押しつぶして水を絞り出します。遠心脱水機は高速回転の遠心力、フィルタープレスは加圧ポンプでの圧搾と、方式ごとに原理が違います。
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脱水機はほかに回転加圧脱水機などがあります。含水率をどこまで下げられるか、洗浄水がどれだけ要るかが選定の判断材料になります。
標準活性汚泥法の標準的なBOD汚泥負荷として、適切なものはどれか。
- 20〜40(BODkg/MLSSkg・日)
- 2.0〜4.0(BODkg/MLSSkg・日)
- 0.2〜0.4(BODkg/MLSSkg・日)
- 負荷の目安は定められていない
- 0.002〜0.004(BODkg/MLSSkg・日)
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正解 30.2〜0.4(BODkg/MLSSkg・日)
BOD汚泥負荷は、微生物1kgあたり1日に何kgのBODを受け持たせるかを表します。標準活性汚泥法では0.2〜0.4の範囲が標準とされています。
関連知識・ひっかけを読む
負荷を下げると処理は安定し余剰汚泥も減りますが、槽が大きくなります。長時間曝気法は負荷を低く、高速処理は負荷を高く設定します。
排水の水質を代表する試料を得るための採取方法として、最も適切なものはどれか。
- 水量に応じて一定時間ごとに採取し混合する(コンポジット試料)
- 処理水槽の底の沈殿物を採取する
- 雨天時にのみ採取する
- 都合のよい時刻に1回だけ採取する
- 水面に浮いた油分だけを採取する
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正解 1水量に応じて一定時間ごとに採取し混合する(コンポジット試料)
排水の水質は時間帯で変動するため、1回だけの採取ではその瞬間の値しか分かりません。時間をまたいで混合した試料のほうが、その日の状態をよく表します。
関連知識・ひっかけを読む
教本では負荷変動・水質変動があることを前提に設計するとしています。変動する排水を1回の採取で代表させることはできないため、時間をまたいで混合した試料が用いられます。
溶存酸素(DO)の測定方法についての記述として、正しいものはどれか。
- 隔膜電極法は、膜を通った酸素が電極で還元されるときの電流を読み取る
- よう素滴定法は、着色物質の影響をまったく受けない
- 光学式センサ法は、試料を加熱して測定する
- 隔膜電極法は、試料の色度を測定する方法である
- 溶存酸素の測定方法は1種類しか認められていない
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正解 1隔膜電極法は、膜を通った酸素が電極で還元されるときの電流を読み取る
隔膜電極法は、隔膜を通り抜けた酸素が電極で還元されるときに流れる電流を測ります。電流の大きさが酸素の量に対応します。
関連知識・ひっかけを読む
ほかによう素滴定法(標準的な定量法)、光学式センサ法があります。よう素滴定法は酸化性・還元性物質や懸濁物、着色物質の影響を受ける点に注意が必要です。
排水のCOD(化学的酸素要求量)の測定で用いる酸化剤として、正しいものはどれか。
- 塩化ナトリウム
- 活性炭
- 水酸化ナトリウム
- 過マンガン酸カリウム
- 硫酸バンド
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正解 4過マンガン酸カリウム
日本の排水基準で用いるCODは、試料を硫酸酸性にして過マンガン酸カリウムを加え、沸騰水浴中で酸化させて求めます。
関連知識・ひっかけを読む
BODは微生物が有機物を分解するときに使う酸素の量、CODは薬品で酸化するときに必要な酸素相当量です。測っているものが違うため、同じ排水でも値は一致しません。
排水処理の日常管理でよく用いられる簡易な測定項目として、最も適切な組み合わせはどれか。
- ばいじん濃度・硫黄酸化物濃度
- 全窒素・全りん・BOD5
- ダイオキシン類・PCB・水銀
- 騒音レベル・振動レベル
- pH・水温・DO・SV30
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正解 5pH・水温・DO・SV30
日常管理では、その場ですぐ測れて運転判断に直結する項目を使います。pH・水温・DO・SV30はいずれも現場で短時間に測れます。
関連知識・ひっかけを読む
教本ではDOの管理値(通常0.5〜2mg/L)やSV・SVIによる汚泥状態の判断、pHの有効範囲(食品工場排水で概ね5〜9)など、現場ですぐ測れる項目で運転を判断する例が示されています。
測定機器の管理について、最も適切なものはどれか。
- 校正は故障したときだけ行えばよい
- 購入時に校正すれば以後は不要である
- 測定値が基準内であれば校正は不要である
- 校正記録は残さなくてよい
- 定期的に標準液などで校正し、その記録を残す
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正解 5定期的に標準液などで校正し、その記録を残す
電極や検出器は使ううちに少しずつずれます。定期的に基準となる標準液で合わせ直し、いつ校正したかを記録に残すことで、測定値の信頼性が保てます。
関連知識・ひっかけを読む
資料では各計測機器の仕様に「校正方法:校正液による手動校正・自動校正」などが明記され、保守項目として電極や試薬の交換が挙げられています。校正なしに正しい値は得られません。
深さ3m、表面積50m²の横流式沈殿池で、滞留時間6時間のとき粒子の除去率は90%だった。この排水に粒子を含まない排水300m³/日を合流させて均一に混ぜ、同じ池で沈殿させたときの除去率(%)として、正しいものはどれか。ただし、池内の流れは理想的で、粒子の沈降速度は一定とする。
- 60
- 45
- 67
- 75
- 90
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正解 160
理想的な横流式沈殿池の除去率は「粒子の沈降速度÷表面負荷(流量÷表面積)」で決まり、深さには左右されません。元の流量は容積150m³÷6時間=600m³/日、表面負荷は12m/日なので、沈降速度は12×0.9=10.8m/日です。合流後は900m³/日で表面負荷18m/日となり、10.8÷18=0.60、つまり60%です。
関連知識・ひっかけを読む
粒子を含まない水を足しても沈降速度は変わりませんが、流量が増えて表面負荷が上がるぶん除去率は下がります。流量が1.5倍になれば除去率は1/1.5倍です。「表面積を広げると除去率が上がり、深さは関係しない」という性質は、傾斜板で見かけの表面積を増やす工夫にもつながります。
水中での浮上速度が0.10cm/sの油滴を、APIオイルセパレーターで完全に分離したい。槽の深さ1.8m、槽内の平均水平流速0.50m/minのとき、理論上必要な最小の槽の長さ(m)として、正しいものはどれか。ただし、流れの乱れや短絡はないものとする。
- 15
- 9
- 10.8
- 25
- 3.6
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正解 115
槽の底にいる油滴が水面まで浮き上がる前に出口へ流れ着かなければ、すべて分離できます。浮上速度0.10cm/sは0.06m/minなので、1.8mを浮上するのに30分かかります。その間に水は0.50m/min×30分=15m進むので、槽の長さは15m以上必要です。
関連知識・ひっかけを読む
単位をそろえるのが最大の落とし穴です(cm/s→m/min は×0.6)。実際の設計では乱流係数や短絡係数を掛けて長めにとります。油滴の浮上速度はストークスの法則に従い、油滴の径の2乗に比例します。
汚泥の焼却に用いる流動焼却炉の説明として、正しいものはどれか。
- 炉内に入れた砂などの流動媒体の層に汚泥を送り込んで燃やす方式で、炉内に機械的に動く部分がない
- 階段状の火格子を動かして汚泥を送る方式で、高含水率の汚泥でも予備乾燥なしで燃やせる
- 炉内の回転する羽根で汚泥をかき混ぜる方式で、摩耗部品の交換が頻繁に必要になる
- 汚泥の水分量や有機物量が変わっても、燃料の消費量はほとんど変わらない
- ダイオキシン類の発生を防ぐため、燃焼温度はできるだけ低く保つ
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正解 1炉内に入れた砂などの流動媒体の層に汚泥を送り込んで燃やす方式で、炉内に機械的に動く部分がない
流動焼却炉は、下から空気を吹き込んで砂などの媒体を沸き立つように動かし、その中に汚泥を入れて燃やします。媒体が熱を蓄えてよく混ざるので燃焼が安定し、炉内に機械的な可動部がないため故障の心配が少ないのが特徴です。
関連知識・ひっかけを読む
燃料の消費量は汚泥の水分量や有機物量に大きく左右され、ダイオキシン類を抑えるには適正な燃焼温度の管理が欠かせません。階段式ストーカー炉で「高含水率でも予備乾燥なしで対応できる」とする文は、公表問題で誤りとされた文です。
汚泥を建設資材として利用することについて、正しいものはどれか。
- 汚泥に塩化物が多く含まれていると、セメント原料として使う妨げになることがある
- 脱水汚泥は有機物を多く含むので、そのままアスファルトフィラーに使える
- 汚泥を溶融してスラグにしても、砂や砕石の代わりには使えない
- 汚泥の焼却灰は、ほかの材料と混ぜても路盤材には使えない
- 脱水汚泥はセメント原料には使えない
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正解 1汚泥に塩化物が多く含まれていると、セメント原料として使う妨げになることがある
セメントの中に塩化物が多いと、コンクリート中の鉄筋がさびる原因になります。そのため塩化物を多く含む汚泥は、セメント原料として受け入れにくくなります。
関連知識・ひっかけを読む
脱水汚泥はセメント原料に、溶融スラグは細骨材や砕石の代わりに、焼却灰はほかの材料と混ぜて路盤材に利用できます。一方、有機物を多く含む脱水汚泥を「そのまま」アスファルトフィラーに使うという文は、公表問題で誤りとされています。
BOD400mg/L、流量200m³/日の排水を沈殿池に通してから活性汚泥法で処理している。流入BODのうち60%が溶解性、40%が懸濁性で、懸濁性BODの75%が沈殿池で除かれる。曝気槽の容積140m³、MLSS2500mg/Lのとき、曝気槽のBOD-MLSS負荷(単位:kgBOD/kgMLSS/日)として、正しいものはどれか。
- 0.16
- 0.23
- 0.14
- 0.32
- 0.10
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正解 10.16
沈殿池で除けるのは懸濁性BODだけです。流入BODは80kg/日で、溶解性48kg/日はそのまま、懸濁性32kg/日は25%の8kg/日が残るので、曝気槽へは56kg/日が入ります。曝気槽の汚泥量は2.5kg/m³×140m³=350kgなので、56÷350=0.16です。
関連知識・ひっかけを読む
沈殿池の効果を無視すると80÷350≒0.23と過大に、溶解性分だけを数えると48÷350≒0.14と過小になります。mg/L×m³=g なので、kgに直すときは1000で割ります。標準活性汚泥法のBOD汚泥負荷はおおむね0.2〜0.4です。
活性汚泥法で、BOD200mg/L・流量600m³/日の排水を、容積250m³の曝気槽(MLSS2400mg/L)に通してBODの90%を除いている。このときの汚泥滞留時間は何日か。ただし、除去BODの汚泥転換率は0.5、汚泥の自己酸化率は0.04(1/日)とし、曝気槽以外の汚泥と処理水中のSSは無視でき、1日に生成する汚泥はすべて余剰汚泥として引き抜くものとする。
- 20
- 11
- 8
- 15
- 25
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正解 120
汚泥滞留時間は「曝気槽内の汚泥量÷1日に引き抜く余剰汚泥量」です。除去BODは0.2kg/m³×0.9×600m³=108kg/日、汚泥量は2.4kg/m³×250m³=600kgです。汚泥生成量は増える分0.5×108=54kgから自己酸化で減る分0.04×600=24kgを引いた30kg/日なので、600÷30=20日です。
関連知識・ひっかけを読む
自己酸化を引き忘れると600÷54≒11日と短く出ます。汚泥滞留時間は汚泥日齢とも呼ばれ、長いほど増殖の遅い硝化菌が槽内に残りやすくなります。
生物膜法の特徴として、正しいものはどれか。
- 硝化菌のように増殖の遅い微生物も、担体に付着させて槽内に保持しやすい
- はがれた生物膜が細かく分散しにくいため、SSの除去能力が高く処理水の透視度も高い
- 阻害物質の流入や負荷変動に弱く、浮遊式の活性汚泥法より運転が不安定になりやすい
- 固定床では、はがれた微生物が支持体を詰まらせることはない
- 包括固定化法は、運転を始めてから自然に付着した微生物だけを利用する方法である
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正解 1硝化菌のように増殖の遅い微生物も、担体に付着させて槽内に保持しやすい
浮遊式の活性汚泥法では、増殖の遅い微生物は余剰汚泥と一緒に系外へ出ていきがちです。生物膜法では微生物が担体の表面に付着してとどまるので、硝化菌のように増えるのが遅い微生物でも保持できます。
関連知識・ひっかけを読む
生物膜法は阻害物質や負荷変動にも比較的強い一方、固定床でははがれた微生物が支持体を詰まらせることがあります。包括固定化法は、担体を作る段階で硝化菌などをあらかじめ閉じ込めておく方法です。「SS除去能力が高く透視度が高い」は、公表問題で最も不適切とされた文です。
嫌気処理法の説明として、正しいものはどれか。
- 上向流式嫌気汚泥床(UASB)は、排水を下から一過式に流し、発生ガスの上昇による穏やかなかき混ぜの中で処理する
- 嫌気流動床(AFB)は、自己造粒したグラニュール汚泥を用いる方式である
- EGSB(グラニュール汚泥膨張床)は、UASBより低い負荷で運転するための方式である
- 二相発酵槽システムは、酸生成とガス生成を1つの槽でまとめて行う方式である
- 嫌気ろ床(AF)は、充塡材を使わず浮遊汚泥だけで処理する方式である
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正解 1上向流式嫌気汚泥床(UASB)は、排水を下から一過式に流し、発生ガスの上昇による穏やかなかき混ぜの中で処理する
UASBは、排水を槽の下から上へ流し、槽内にできた粒状の汚泥(グラニュール)の層を通して処理します。かき混ぜは発生するガスが上がっていく力だけで、弱いせん断力の条件に保つことでグラニュールが壊れずに保たれます。
関連知識・ひっかけを読む
EGSBはUASBを高負荷向けにしたもの、嫌気ろ床は充塡材に付着した汚泥と充塡材のすき間にとらえた汚泥を使うもの、二相発酵槽は加水分解・酸生成の相とガス生成の相を分けるものです。「嫌気流動床がグラニュール汚泥を用いる」は公表問題で誤りとされた文です。
脱窒で12molの硝酸イオン(NO₃⁻)を窒素ガスに還元するのに、理論上必要なメタノール(CH₃OH)の量(mol)として、正しいものはどれか。ただし、有機物は呼吸だけに使われ、電子1molあたりの反応量は、硝酸イオンの還元が1/5mol、メタノールの酸化が1/6molとする。
- 10
- 12
- 6
- 14.4
- 20
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正解 110
電子のやりとりで数えます。硝酸イオン1/5molが電子1molを受け取るので、硝酸イオン1molは電子5molを受け取ります。12molなら電子は60molです。メタノールは1/6molが電子1molを出すので、1molあたり電子6molを出します。60÷6=10molです。
関連知識・ひっかけを読む
比を逆にすると12×6/5=14.4molと誤ります。実際の施設では、メタノールの一部が微生物の体をつくるのにも使われるため、理論値より多めに加えます。脱窒は酸素の少ない無酸素条件で、通性嫌気性細菌が硝酸イオンを酸素の代わりに使う反応です。
生物学的脱りん法で、活性汚泥が嫌気状態に置かれたときに起こることとして、正しいものはどれか。
- 混合液中の有機物を取り込んで細胞内に貯え、同時に細胞内のポリりん酸を分解してりん酸を放出する
- 混合液中のりん酸を取り込み、細胞内にポリりん酸の顆粒をつくる
- 細胞内に貯えた有機物を酸化・分解してエネルギーを得る
- 混合液中のりん酸濃度が下がる
- りんを含む顆粒が汚泥から分離され、沈殿池の上澄みとともに除かれる
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正解 1混合液中の有機物を取り込んで細胞内に貯え、同時に細胞内のポリりん酸を分解してりん酸を放出する
嫌気状態では、りん蓄積細菌はポリりん酸を分解して得たエネルギーで有機物を取り込み、細胞内に貯えます。このときりん酸が外へ出るので、混合液のりん酸濃度は上がります。好気状態に移ると、貯えた有機物を分解してエネルギーを得て、放出した以上のりんをポリりん酸として取り込みます。
関連知識・ひっかけを読む
りんは、ポリりん酸を多く含んだ汚泥を余剰汚泥として引き抜くことで系外に出ます。「沈殿池で顆粒状のポリりん酸が汚泥から分離されて除かれる」という文は、公表問題で誤りとされています。
膜処理装置とその維持管理について、正しいものはどれか。
- 逆浸透膜装置はモジュールが浮遊物質で詰まりやすいため、ふつう前処理で浮遊物質をできるだけ除く
- 膜面のケーキ層は、クロスフローのせん断力で押し固めてから除くのが一般的である
- 膜の薬液洗浄には、次亜塩素酸ナトリウムや酸・アルカリは使わない
- UF膜やMF膜を沈殿やろ過の代わりに使う装置は、まだ実用化されていない
- 浮遊物質の多い排水の固液分離では、高負荷で運転するほど圧力損失が小さくなり安定する
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正解 1逆浸透膜装置はモジュールが浮遊物質で詰まりやすいため、ふつう前処理で浮遊物質をできるだけ除く
逆浸透膜は孔がきわめて細かく、浮遊物質が膜面にたまるとすぐに流れが悪くなります。そのため海水淡水化などでも、前処理で浮遊物質をしっかり除いてから逆浸透膜に通します。
関連知識・ひっかけを読む
薬液洗浄では、酸化剤の次亜塩素酸ナトリウム、アルカリの水酸化ナトリウム、有機酸のクエン酸やシュウ酸、界面活性剤などを使い分けます。膜分離活性汚泥法や凝集処理膜分離装置はすでに実用化されています。クロスフローのせん断力は、ケーキ層を押し固めるのではなく、はがし取るために使います。浮遊物質の多い排水では低負荷運転で圧力損失を抑えます。
フレーム原子吸光分析法で、測定用の光源として主に用いられるものはどれか。
- 中空陰極ランプ
- 重水素ランプ
- キセノンランプ
- タングステンランプ
- 水銀ランプ
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正解 1中空陰極ランプ
原子吸光は、原子がその元素に固有の波長の光(共鳴線)だけを吸収する性質を使います。そこで、測りたい元素と同じ元素を陰極に使い、その元素の共鳴線を出す中空陰極ランプを光源にします。
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重水素ランプは紫外部全域に連続した光を出すので、バックグラウンド補正用に使います。試料はフレーム中で基底状態の原子にされ、その原子蒸気の層を共鳴線が通るときの吸光度から濃度を求めます。「励起状態の原子にする」とする文は公表問題で誤りとされています。
排水のBOD測定に使う植種液について、正しいものはどれか。
- 新鮮な生下水を20℃または室温で24〜36時間置いたあとの上澄み液を用いる
- 硝化生物を多く含む下水の上澄み液ほど好ましい
- 生物化学的に十分落ち着いていない下水のほうが好ましい
- 下水の上澄み液で正常なBODが出なくても、ほかの植種液に替えてはならない
- 排水が放流されている河川の水は、植種液に使ってはならない
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正解 1新鮮な生下水を20℃または室温で24〜36時間置いたあとの上澄み液を用いる
採ったばかりの生下水は微生物の状態が落ち着いていないので、しばらく置いて生物化学的に安定させてから、その上澄み液を植種液にします。こうすると有機物を分解する微生物がほどよく含まれ、BODの値が安定します。
関連知識・ひっかけを読む
硝化生物が多いとアンモニアの酸化でも酸素が使われ、BODが大きく出てしまうので好ましくありません。下水の上澄み液で正常なBODが出ないときは土壌抽出液などを使い、排水の放流先の河川で放流地点の500〜1000mほど下流でくんだ水を使うと良い結果が得られることもあります。
全窒素を紫外線吸光光度法で測定するときの操作として、正しいものはどれか。
- 分解後の試料をpH2〜3に整え、波長220nmで硝酸イオンの吸光度を測る
- 分解後の試料をpH10以上にし、波長220nmでアンモニウムイオンの吸光度を測る
- 分解はせず、試料の波長220nmの吸光度をそのまま測る
- 分解後の試料を蒸発乾固し、残った重さから全窒素を求める
- 分解後、亜硝酸イオンによる波長660nmの吸光度を測る
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正解 1分解後の試料をpH2〜3に整え、波長220nmで硝酸イオンの吸光度を測る
紫外線吸光光度法では、試料中のさまざまな窒素化合物をすべて加熱酸化分解して硝酸イオンにそろえます。硝酸イオンは波長220nm付近の紫外線をよく吸収するので、pHを2〜3に整えてからその吸光度を測り、全窒素を求めます。
関連知識・ひっかけを読む
酸化分解にはペルオキソ二硫酸カリウムのアルカリ性溶液を使います(「酸性溶液」とする文は公表問題で誤り)。総和法は、亜硝酸・硝酸の窒素と、アンモニウム・有機体の窒素を別々に求めて足し合わせる方法です。懸濁物質を多く含む試料を、そのまま流れ分析法にかけるのは適していません。
燃焼酸化-赤外線式TOC自動計測法の説明として、正しいものはどれか。
- 有機物中の炭素を高温で二酸化炭素に変え、その濃度を赤外線ガス分析計(非分散形)で測る
- 試料のpHを10以上にして通気し、無機体炭素を除いてから測る
- 有機物を過マンガン酸カリウムで酸化し、消費量から有機炭素を求める
- 有機物中の炭素を一酸化炭素に変え、その濃度を炎光光度検出器で測る
- 無機体炭素を残したまま測った値を、そのままTOCとする
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正解 1有機物中の炭素を高温で二酸化炭素に変え、その濃度を赤外線ガス分析計(非分散形)で測る
TOCは有機物に含まれる炭素の量です。高温で燃やすと炭素は二酸化炭素になり、二酸化炭素は特定の波長の赤外線を吸収するので、非分散形赤外線ガス分析計で濃度がわかります。
関連知識・ひっかけを読む
炭酸塩などの無機体炭素も燃やせば二酸化炭素になるため、先に取り除きます。無機体炭素は酸性にすると二酸化炭素になって通気で追い出せるので、試料は酸性にして通気します(「pH10以上」は公表問題で誤りとされた箇所)。過マンガン酸カリウムで酸化するのはCODの測定です。
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掲載問題は公式過去問の転載ではなく、同じ論点を問うオリジナル問題です。
内容には万全を期していますが誤りが含まれる可能性があります。受験にあたっては必ず公式資料をご確認ください。
問題データ最終更新:2026-08-14