建築物環境衛生管理技術者(ビル管理士) 過去問
第51回(令和3年度(2021年))
問136 (給水及び排水の管理 問137)

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問題

建築物環境衛生管理技術者(ビル管理士)試験 第51回(令和3年度(2021年)) 問136(給水及び排水の管理 問137) (訂正依頼・報告はこちら)

浄化槽における高度処理で除去対象とする物質とその除去法との組合せとして、最も不適当なものは次のうちどれか。
  • 浮遊性の有機物質 ――― 急速ろ過法
  • リン化合物 ―――――― 活性炭吸着法
  • 溶解性の有機物質 ――― 接触ばっ気法
  • 窒素化合物 ―――――― 生物学的硝化脱窒法
  • アンモニア ―――――― イオン交換法

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この過去問の解説 (3件)

01

不適当なのは「リン化合物――――――活性炭吸着法」です。
活性炭は主に溶解性有機物の吸着に有効で、リン除去には不向きです。リンは凝集沈殿法(アルミ・鉄塩)生物学的リン除去で対処するのが一般的です。

選択肢1. 浮遊性の有機物質 ――― 急速ろ過法

適切です。急速ろ過は懸濁物(SS)や浮遊性有機物物理的に捕捉して除去します。前処理の凝集と組み合わせると効果が上がります。

選択肢2. リン化合物 ―――――― 活性炭吸着法

不適当です。活性炭は疎水性の有機物や臭気物質の吸着が得意で、正リン酸などの無機リンの除去は苦手です。リンには凝集沈殿(PAC、硫酸アルミニウム、塩化第二鉄)や生物学的リン除去を用います。

選択肢3. 溶解性の有機物質 ――― 接触ばっ気法

適切です。接触ばっ気法(接触酸化法)は担体表面の生物膜溶解性BOD/COD生物分解します。浄化槽の高度化でよく使われます。

選択肢4. 窒素化合物 ―――――― 生物学的硝化脱窒法

適切です。硝化(NH₄⁺→NO₃⁻)と脱窒(NO₃⁻→N₂ガス)を組み合わせて全窒素を低減します。好気・無酸素の二段(または循環)プロセスが基本です。

選択肢5. アンモニア ―――――― イオン交換法

適切です。ゼオライト等の陽イオン交換体でアンモニウムイオン(NH₄⁺)を交換・除去できます。再生薬品による回生を伴う方式です。

まとめ

高度処理は対象物に合った原理の選択が核心です。

浮遊物→ろ過(+凝集)

溶解性有機物→生物処理・活性炭

リン→凝集沈殿や生物学的リン除去

窒素→硝化・脱窒

アンモニア→イオン交換や硝化
この関係を覚えておくと、組合せ問題で迷いにくくなります。

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02

浄化槽の高度処理では、通常の生物処理だけでは十分に除去できない有機物、窒素、リンなどを、ろ過、吸着、生物反応、イオン交換などによってさらに取り除きます。処理対象となる物質の形態や性質によって有効な方法が異なるため、それぞれの除去原理を理解することが重要です。本問では、リン化合物と活性炭吸着法の組合せが不適当です。

選択肢1. 浮遊性の有機物質 ――― 急速ろ過法

適切です。浮遊性の有機物質は、水中に溶け込んでいるのではなく、細かな固形物や微粒子として存在しています。急速ろ過法では、水を砂などのろ材層に比較的速い速度で通し、浮遊物質をろ材の表面や内部で捕捉します。このため、生物処理後の処理水に残った微細な汚泥や有機性の浮遊物質を除去し、濁度や有機物濃度をさらに低下させる方法として有効です。

選択肢2. リン化合物 ―――――― 活性炭吸着法

不適切です。活性炭吸着法は、主として水中に溶けている難分解性の有機物質、色、臭気の原因物質などを活性炭の微細な孔に吸着させる方法です。リン化合物の代表的な除去法は、アルミニウム塩や鉄塩などの凝集剤を加え、不溶性のリン化合物として沈殿・分離する凝集沈殿法です。生物学的脱リン法が用いられる場合もあり、活性炭吸着法は一般的なリン除去法ではありません。

選択肢3. 溶解性の有機物質 ――― 接触ばっ気法

適切です。接触ばっ気法は、槽内に設置した接触材の表面に微生物を付着させ、空気を送りながら汚水を接触させる生物処理法です。水中に溶けている有機物質は微生物によって栄養源として取り込まれ、最終的に二酸化炭素、水、微生物の細胞などへ変換されます。接触材に多くの微生物を保持できるため、水質や水量の変動にも比較的対応しやすい処理方法です。

選択肢4. 窒素化合物 ―――――― 生物学的硝化脱窒法

適切です。生物学的硝化脱窒法では、まず好気性の環境で硝化細菌の働きにより、アンモニア性窒素を亜硝酸性窒素や硝酸性窒素へ酸化します。次に、酸素がほとんどない無酸素状態で脱窒細菌を働かせ、硝酸性窒素などを窒素ガスへ還元して大気中へ放出します。この二つの生物反応を組み合わせることで、排水中の窒素化合物を効果的に除去できます。

選択肢5. アンモニア ―――――― イオン交換法

適切です。水中のアンモニアの一部はアンモニウムイオンとして存在しており、イオン交換法によって除去できます。天然ゼオライトなどのイオン交換体に水を通すと、交換体が保持しているナトリウムイオンなどとアンモニウムイオンが交換され、アンモニウムイオンが捕捉されます。交換能力には限界があるため、継続して使用するには交換材の再生や交換などの維持管理が必要です。

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03

最も不適当なものは「リン化合物 ――― 活性炭吸着法」です。

選択肢1. 浮遊性の有機物質 ――― 急速ろ過法

正しいです。
浮遊性の有機物質は急速ろ過法により除去します。

選択肢2. リン化合物 ―――――― 活性炭吸着法

誤りです。
リン化合物は凝集沈殿法により除去します。
活性炭吸着法は有機物質の除去に使用されます。

選択肢3. 溶解性の有機物質 ――― 接触ばっ気法

正しいです。
溶解性の有機物質は接触ばっ気法により除去します。

選択肢4. 窒素化合物 ―――――― 生物学的硝化脱窒法

正しいです。
窒素化合物は生物学的硝化脱窒法により除去します。
脱窒により窒素されますが、脱窒には硝化が必要です。

選択肢5. アンモニア ―――――― イオン交換法

正しいです。
アンモニアはイオン交換法により除去されます。

まとめ

浄化槽の高度処理について覚えておきましょう。

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