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令和3年度 公害防止管理者 汚水処理特論 問7を解説|ナノろ過法と逆浸透法

令和3年度 汚水処理特論 問7は、ナノろ過法と逆浸透法(膜分離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

逆浸透法は半透膜に浸透圧を超える圧力をかけ、水だけを通して溶質をほぼ止める方法です。ナノろ過はその中間で、目が少し粗く逆浸透より低い圧力で運転できます。分かれ目は、この圧力と塩の除去能力の大小関係です。ナノろ過は膜の目が逆浸透より粗いぶん、操作圧力は低く、塩化ナトリウムのような小さなイオンの除去率は逆浸透より低めになります。ここを「圧力が高い・NaCl除去率を高められる」と逆に書いた肢が誤りです。

※ 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(5)(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)逆浸透法は水を通し溶質をほとんど通さない半透膜を使う膜処理です。正しい記述です。
(2)○(正しい)半透膜を挟むと浸透圧で希薄溶液側から濃厚溶液側へ水が移り、水位差が生じます。正しい記述です。
(3)○(正しい)濃厚溶液側に一定以上の圧力をかけると、水が膜を通って希薄溶液側へ移ります(逆浸透)。正しい記述です。
(4)○(正しい)実用の逆浸透膜には酢酸セルロースや芳香族ポリアミド系が用いられます。正しい記述です。
(5)×(誤り)ナノろ過は逆浸透より操作圧力が低く、塩化ナトリウムの除去率も低めです。記述は方向が逆です。

選択肢(5)のポイント(ここが誤り)

膜の目の細かさは、精密ろ過→限外ろ過→ナノろ過→逆浸透の順に細かくなります。ナノろ過は逆浸透より一段目が粗く、その分操作圧力は逆浸透より低くてすみます。また、目が粗いぶん塩化ナトリウムのような小さな1価イオンは通りやすく、NaClの除去率は逆浸透より低めになります(2価イオンは比較的よく止めます)。選択肢(5)は「操作圧力が高い・NaCl除去率を高められる」として、圧力と除去率の両方を逆浸透との大小で取り違えている点が誤りです。

覚え方

  • 目の細かさ:MF<UF<NF<RO。細かいほど高圧・高除去率。
  • ナノろ過は逆浸透より低圧、NaClの除去率も低め(2価はよく止める)。
  • 逆浸透は浸透圧を超える圧力で水だけ通す。膜は酢酸セルロース・芳香族ポリアミド。

理解度チェック

Q.

ナノろ過と逆浸透、操作圧力が高いのはどちら?

逆浸透です。ナノろ過は目が粗いぶん逆浸透より低い圧力で運転できます。

Q.

塩化ナトリウムの除去率が高いのはナノろ過?逆浸透?

逆浸透です。ナノろ過は1価イオンを通しやすく、NaClの除去率は逆浸透より低めです。

この問題に関連する用語解説

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出典

  • 一般社団法人 産業環境管理協会「令和3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