令和3年度 公害防止管理者 汚水処理特論 問1を解説｜横流式沈殿池の除去率

令和3年度 汚水処理特論 問1は、横流式沈殿池における粒子の除去率に関する計算問題です。沈降速度の異なるア～ウ3種類の粒子について、除去率（％）の正しい組合せを選びます。

この問題のポイント

横流式沈殿池の除去率は「粒子の沈降速度」と「表面負荷率（水面積負荷）」の大小で決まります。表面負荷率は池の水面を1日あたり通過する水量を面積で割った値で、この問題では流量を水面積で割ると求まります。分かれ目は、沈降速度が表面負荷率以上の粒子は100 ％除去され、それより遅い粒子は「沈降速度÷表面負荷率」の割合だけ除去されるという一点です。単位を分（min）に揃えて速度と負荷率を比べれば、ア～ウの除去率がそのまま決まります。

※ 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(3)

計算の手順

まず表面負荷率（限界沈降速度）を求めます。水理学的滞留時間4時間・容積200 m³なので、流量Q＝200÷4＝50 m³/h。深さ4 m・容積200 m³なので水面積A＝200÷4＝50 m²。よって表面負荷率v₀＝Q÷A＝50÷50＝1 m/hとなります。

これを分に直すと、v₀＝100 cm ÷ 60 min ＝約1.67 cm/minです。各粒子の除去率は次のように決まります。

• ア（2 cm/min）：v₀より速いので 100 ％
• イ（1 cm/min）：1 ÷ 1.67 ＝約 60 ％
• ウ（0.2 cm/min）：0.2 ÷ 1.67 ＝約 12 ％

組合せは（ア100・イ60・ウ12）となり、これに一致するのは選択肢(3)です。

各選択肢の正誤

ここが分かれ目

取り違えの核心は、沈降速度が表面負荷率より速い粒子まで比例計算してしまう点です。アは負荷率1.67 cm/minより速い2 cm/minなので、池の入口から入っても底に届く前に沈み切り除去率は100 ％で頭打ちになります。90 ％などにはなりません。一方、負荷率より遅いイ・ウは「速度÷負荷率」の割合だけが沈むので、イ60 ％・ウ12 ％。まず負荷率を出し、各粒子が速いか遅いかを判定してから割合を計算する、という順番を崩さないことが大切です。

覚え方

• 横流式沈殿池の除去率は沈降速度と表面負荷率の比で決まる。
• 表面負荷率＝流量÷水面積（＝深さ÷滞留時間）。
• 負荷率以上の粒子は100 ％。遅い粒子だけ速度比で計算。

理解度チェック

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