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令和6年度 公害防止管理者 ダイオキシン類特論 問14を解説|膜ろ過の分離機構

令和6年度 ダイオキシン類特論 問14は、膜ろ過による分離機構と、除去対象となる粒子の大きさに関する組合せ問題です。図中のア~オに入る語句の正しい組合せを選びます。

この問題のポイント

膜ろ過は、膜の孔径によって除去できる粒子の大きさが決まります。孔径の大きい順に並べると、精密ろ過(MF)>限外ろ過(UF)>逆浸透(RO)となり、孔径が小さくなるほど、より小さな成分まで捕らえられます。図はこの順に膜の種類が並び、除去対象も大きい粒子から小さい粒子へと対応します。分かれ目は、膜を精密ろ過→限外ろ過→逆浸透の順に正しく並べられるかと、対象成分の大小(コロイド物質と溶解塩類のどちらが大きいか)です。

※ 問題文そのものは、産業環境管理協会が公開している公式サイトで確認できます。

正解:選択肢(1)

各空欄に入る正しい語句

空欄入る語句読み解き
精密ろ過最も孔径が大きく、懸濁粒子や細菌など大きな粒子を除去します。
限外ろ過精密ろ過より孔径が小さく、コロイドや高分子まで除去します。
逆浸透最も緻密で、イオン(溶解塩類)まで除去できます。
コロイド物質溶解塩類より大きく、限外ろ過あたりで捕らえられる領域です。
溶解塩類最も小さく、逆浸透でなければ除去しにくい成分です。

ここが分かれ目

取り違えやすいのは、膜の並び順を逆浸透から始めてしまう誤りと、除去対象の大小を逆に読む誤りです。孔径は精密ろ過が最も大きく、逆浸透が最も小さいので、図の左から精密ろ過・限外ろ過・逆浸透と並びます。粒子の大きさはコロイド物質>溶解塩類で、逆浸透でようやく除去できるのが最も小さい溶解塩類(イオン)です。この順序関係を取り違えると、コロイド物質と溶解塩類を入れ替えた選択肢を選んでしまいます。

覚え方

  • 孔径は精密ろ過>限外ろ過>逆浸透(MF>UF>RO)。
  • 逆浸透は溶解塩類(イオン)まで除去できる唯一の膜。
  • 粒子の大きさはコロイド物質>溶解塩類。小さいものほど緻密な膜が必要。

理解度チェック

Q.

精密ろ過・限外ろ過・逆浸透を孔径の大きい順に並べると?

精密ろ過>限外ろ過>逆浸透です。右へ行くほど孔径が小さくなります。

Q.

溶解塩類(イオン)まで除去できる膜は?

逆浸透膜(RO)です。最も緻密で、コロイドより小さい溶解塩類を止められます。

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出典

  • 一般社団法人 産業環境管理協会「令和6年度 公害防止管理者等国家試験 ダイオキシン類特論 問題・正解」(公式PDF