建築物環境衛生管理技術者(ビル管理士) 過去問
第52回(令和4年度(2022年))
問138 (給水及び排水の管理 問138)

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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52回(令和4年度(2022年)) 問138(給水及び排水の管理 問138) (訂正依頼・報告はこちら)

水分98.0%の汚泥15.0m3を水分97.0%に濃縮した場合、濃縮後の汚泥の容積として、最も適当なものは次のうちどれか。
  • 3.0m3
  • 5.0m3
  • 7.5m3
  • 10.0m3
  • 12.5m3

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この過去問の解説 (3件)

01

正解は「10.0m3」です。

汚泥15.0m3のうち98.0%が水分ということは残りの2%が固形分になります。

よって15.0m3 x 2%(0.02) = 0.3m3が固形分となります。

濃縮後は水分が97.0%、固形分が3%になるので0.3m3 ÷ 3%(0.03) = 10m3になるため、

濃縮後の汚泥の容積は10m3なります。

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02

最も適当なものは、「10.0m3」です。

 

この問題は、濃縮しても汚泥の中の固形分の量は変わらないことを使って考えます。
はじめに水分98.0%ということは、固形分は2.0%です。
15.0m3の汚泥にふくまれる固形分の量を出して、それが水分97.0%、つまり固形分3.0%になったときの全体の容積を求めます。

 

まず、はじめの固形分の量を出します。

15.0×0.02=0.30

つまり、固形分は0.30m3あります。

 

次に、濃縮後の容積をx m3とすると、固形分3.0%なので、

x×0.03=0.30

となります。
これを解くと、

x=0.30÷0.03=10.0

したがって、濃縮後の汚泥の容積は10.0m3です。

選択肢1. 3.0m3

これは適当ではありません。

もし濃縮後が3.0m3なら、固形分0.30m3は全体の10%になります。
つまり、水分は90%になります。
問題では水分97.0%なので、これは小さすぎます。

選択肢2. 5.0m3

これは適当ではありません。

5.0m3の中に固形分0.30m3が入ると、固形分は6%です。
すると水分は94%になります。
これも水分97.0%とは合いません。

選択肢3. 7.5m3

これは適当ではありません。

7.5m3の中に固形分0.30m3が入ると、固形分は4%です。
すると水分は96%になります。
問題の条件より、まだ水分が少なすぎます。

選択肢4. 10.0m3

これは適当です。

10.0m3の中に固形分0.30m3が入ると、固形分は3%です。
つまり、水分は97%になります。
問題の条件とちょうど一致します。

選択肢5. 12.5m3

これは適当ではありません。

12.5m3の中に固形分0.30m3が入ると、固形分は2.4%です。
すると水分は97.6%になります。
問題の97.0%より水分が多く、まだ十分に濃縮されていません。

まとめ

この問題では、濃縮しても固形分の量は変わらないことがポイントです。

 

はじめの汚泥は水分98.0%なので、固形分は2.0%です。
15.0m3×2.0%で、固形分は0.30m3あります。
これが濃縮後に固形分3.0%になるので、全体の容積は10.0m3になります。

 

このような問題では、
最初に固形分の量を出す
濃縮後の固形分割合で割る
という順で考えると、落ち着いて解きやすいです。

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03

この問題は、汚泥の濃縮に伴う容積の変化を計算する問題です。濃縮では水分だけが除去され、固形分の量は変化しません。そのため、最初に汚泥中の固形分量を求め、その固形分量が濃縮後も同じであることを利用して計算します。水分98.0%は固形分2.0%、水分97.0%は固形分3.0%を意味します。この固形分濃度の変化から濃縮後の容積を求めることがポイントです。

選択肢1. 3.0m3

不適切です。固形分量は濃縮前後で一定です。濃縮前の固形分量は15.0×0.02=0.30m³相当です。これが濃縮後に固形分3.0%となるため、容積は0.30÷0.03=10.0m³となります。3.0m³では固形分濃度が約10%となり、水分97.0%という条件を大きく超えてしまうため、この値は適当ではありません。

選択肢2. 5.0m3

不適切です。固形分量を一定として計算すると、濃縮後の容積は10.0m³になります。5.0m³まで減少すると、固形分0.30m³が全体の6%を占めることになり、水分は94%となります。これは問題で示された水分97.0%とは一致しないため、この容積は誤りです。濃縮計算では固形分濃度を正しく用いることが重要です。

選択肢3. 7.5m3

不適切です。7.5m³まで濃縮された場合、固形分0.30m³の割合は4%となり、水分は96%になります。問題の条件である水分97.0%よりさらに濃縮が進んだ状態となるため、この選択肢は適切ではありません。濃縮問題では、水分割合ではなく固形分割合を用いて計算すると正確に求めることができます。

選択肢4. 10.0m3

適切です。濃縮前の固形分量は15.0×0.02=0.30m³相当です。濃縮後も固形分量は変わらず、固形分が全体の3.0%となるため、容積は0.30÷0.03=10.0m³となります。濃縮操作では除去されるのは水分だけであり、固形分は保存されるという基本原理を理解していれば、確実に計算できる問題です。

選択肢5. 12.5m3

不適切です。12.5m³では固形分0.30m³の割合は約2.4%となり、水分は約97.6%になります。これは問題で示された水分97.0%よりも水分が多く、十分に濃縮されていない状態です。濃縮後の容積は、固形分量が一定であることを前提に、固形分濃度3.0%から逆算すると10.0m³になるため、この値にはなりません。

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