令和6年度 汚水処理特論 問7は、イオン交換に関する正誤問題です。正しいものを選びます。
イオン交換は、樹脂が持つイオンと水中のイオンを入れ替えて目的イオンを取り除く処理です。等量（当モル）のイオンと交換する性質、破過点まで使える貫流容量と全イオン交換容量の関係、適した原水のイオン濃度、通水速度を表す空間速度、そして再生剤など、定義の正確さが問われます。正しいものを選ぶ問題なので、誤りが仕込まれた4つを見抜き、定義どおりの1つを残すのが解き方です。空間速度＝流量÷樹脂層体積、という定義の正確さが今回の決め手です。
※ 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(4)（正しい記述）
| 選択肢 | 正誤 | 解説 |
|---|---|---|
| (1) | ×（誤り） | Na⁺とCa²⁺は価数が違うため、当モル数を吸着しても放出される水素イオンのモル数は等しくなりません。価数分の差が出ます。 |
| (2) | ×（誤り） | 破過点までの貫流容量は、全活性基の量を表す全イオン交換容量より小さく、両者は等しくありません。 |
| (3) | ×（誤り） | イオン交換は、イオン濃度が低めの希薄な原水に向きます。10000mg/L以上の濃厚な水は適しません。 |
| (4) | ○（正しい） | 空間速度は、流量を充塡樹脂層の体積（空隙を含む）で割って求めます。定義どおりの正しい記述です。 |
| (5) | ×（誤り） | 再生剤には酸やアルカリ、食塩などを用います。次亜塩素酸ナトリウムやオゾン水は再生剤ではありません。 |
空間速度（SV）は、樹脂層をどれくらいの速さで水が通り抜けるかを表す指標で、流量を充塡した樹脂層の体積で割って求めます。このとき体積は、樹脂粒どうしの間の空隙も含めた見かけの層の体積です。選択肢(4)はこの定義をそのまま述べていて正しい記述です。一方で誤り肢には、価数の違うイオンの当モル交換を「水素イオンのモル数が等しい」とするもの（(1)）、貫流容量と全イオン交換容量を「等しい」とするもの（(2)）、希薄な原水が向くのに「濃厚なものが適する」とするもの（(3)）、再生剤を取り違えたもの（(5)）が並びます。定義のすり替えを見抜くのがこの問題の要点です。
空間速度はどう求める？
流量を、充塡した樹脂層の体積（樹脂どうしの空隙を含む）で割って求めます。通水の速さを表す指標です。
貫流容量と全イオン交換容量の関係は？
貫流容量（破過点まで吸着できる量）の方が、全活性基の量である全イオン交換容量より小さくなります。両者は等しくありません。
この問題に関連する用語解説
出典
※ この記事の確認日：2026年6月