令和3年度 公害防止管理者 水質関係技術特論 問19を解説｜冷却水系の補給水量

令和3年度 水質関係技術特論 問19は、開放循環式冷却水系の補給水量を求める計算問題です。循環水中の塩類濃度を補給水の3倍にするための、循環水量に対する補給水量の割合として正しいものを選びます。

この問題のポイント

開放循環式では、冷却塔で一部が蒸発（蒸発水量）し、しぶきとして飛散（飛散水量）し、濃くなった水の一部を排出（ブロー）します。蒸発では水だけが抜けて塩類は残るので、循環水は濃縮していきます。引っかけの核心は、蒸発水量は塩類を持ち出さないため塩収支に入れないことです。塩を系外へ運ぶのは飛散水とブロー水だけ、と押さえて式を立てれば補給水量の割合が出ます。

※ 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(1)

計算の手順

循環水量に対する割合（％）で、蒸発水量 E＝1.0、飛散水量 W＝0.2、補給水量を M、ブロー（排出）水量を B とします。濃縮倍率は3（循環水の塩類濃度が補給水の3倍）です。

• 水収支：入る水（補給）＝出る水（蒸発＋飛散＋ブロー）なので、M ＝ E ＋ W ＋ B。よって W ＋ B ＝ M − E。
• 塩収支：入る塩（補給水）＝出る塩（飛散＋ブロー）。蒸発は塩を運びません。循環水の塩濃度は補給水の3倍なので、M ＝ 3 ×（W ＋ B）。
• ここに W ＋ B ＝ M − E を代入：M ＝ 3（M − E）＝ 3M − 3E。
• 整理すると 2M ＝ 3E、よって M ＝ 3E ÷ 2 ＝ 3 × 1.0 ÷ 2 ＝ 1.5。

循環水量に対する補給水量の割合は1.5 ％で、選択肢(1)が正解です。

ここが分かれ目

ポイントは塩収支の右辺に蒸発水量を入れないことです。蒸発は純水が抜けるだけで塩を運び出さないため、塩を系外へ運ぶのは飛散水とブロー水だけです。ここに蒸発水量まで足すと式が狂います。濃縮倍率3倍は循環水の塩濃度が補給水の3倍という意味なので、塩収支の出ていく側に3倍をかけることで、補給水量が飛散＋ブローの3倍という関係が導けます。

覚え方

• 蒸発は塩を運ばない→塩収支は飛散＋ブローだけ。
• 補給水量 M ＝ 濃縮倍率 ×（飛散＋ブロー）＝ 濃縮倍率 ×（M − 蒸発）。
• 本問は M ＝ 3E ÷ 2 ＝ 1.5 ％。

理解度チェック

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