令和2年度 公害防止管理者 汚水処理特論 問8を解説｜イオン交換
令和2年度 汚水処理特論 問8は、イオン交換に関する正誤問題です。誤っているものを選びます。
この問題のポイント
イオン交換は、樹脂などの交換体と水の間でイオンが入れ替わる反応で、純水製造や有価物回収、微量重金属の除去に使われます。再生廃液の処分への配慮、炭酸カルシウム換算での濃度・容量の表示なども問われます。引っかけの核心は破過点と交換容量の関係で、「破過点まで吸着できるイオン量が全交換容量と等しい」とする一文です。実際には破過点で樹脂全体が飽和しているわけではないため、破過までの吸着量は全交換容量より小さくなります。
※ 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(4)（誤っている記述）
各選択肢の正誤
| 選択肢 | 正誤 | 解説 |
|---|---|---|
| (1) | ○（正しい） | 2相間でイオンが入れ替わる反応がイオン交換反応で、その母体をイオン交換体と呼びます。正しい記述です。 |
| (2) | ○（正しい） | 純水製造、レアメタルなど有価物の回収、微量の重金属イオン除去に用いられます。正しい記述です。 |
| (3) | ○（正しい） | 採用にあたっては再生廃液の処分について考慮しておく必要があります。正しい記述です。 |
| (4) | ×（誤り） | 破過点まで吸着できるイオン量が全交換容量と等しい、とする点が誤りです。破過点では樹脂が飽和しておらず、吸着量は全交換容量より小さくなります。 |
| (5) | ○（正しい） | 計算を容易にするため、通常はイオン濃度や交換容量を炭酸カルシウム換算で表します。正しい記述です。 |
選択肢(4)のポイント（ここが誤り）
イオン交換塔に水を通し続けると、除きたいイオンが処理水側へ漏れ始める点が破過点です。この時点では、樹脂の入口側は使い切っていても出口側にはまだ交換できる部分が残っており、塔全体は飽和していません。そのため、破過点までに実際に吸着できたイオン量（破過容量）は、樹脂が持つ全交換容量よりも小さくなります。選択肢(4)は両者を「等しい」としている点が誤りで、破過容量 ＜ 全交換容量の関係を取り違えています。
覚え方
- 破過容量 ＜ 全交換容量。破過点でも樹脂は飽和していない。
- 濃度・容量は炭酸カルシウム換算で表示。再生廃液の処分に配慮。
- 用途は純水製造・有価物回収・微量重金属除去。
理解度チェック
Q.
破過点まで吸着できるイオン量は、全交換容量と等しい？
いいえ。破過点では樹脂全体が飽和しておらず、破過までの吸着量は全交換容量より小さくなります。
Q.
イオン交換で濃度や交換容量は何に換算して表す？
炭酸カルシウムに換算して表示します。計算を容易にするための慣用です。
この問題に関連する用語解説
出典
- 一般社団法人 産業環境管理協会「令和2年度 公害防止管理者等国家試験 汚水処理特論 問題・正解」（公式PDF）
※ この記事の確認日：2026年7月