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令和4年度 公害防止管理者 水質有害物質特論 問6を解説|ほう素・ふっ素排水の処理

令和4年度 水質有害物質特論 問6は、ほう素とふっ素を含む排水の処理に関する問題です。凝集沈殿・イオン交換樹脂・ふっ化カルシウム法などの条件を並べた選択肢から、誤っているものを選びます。

この問題のポイント

ほう素は選択性の高いイオン交換樹脂(N-メチルグルカミン形)やアルミニウム塩との凝集沈殿で、ふっ素はふっ化カルシウム法やアルミニウム塩による吸着・共沈で処理します。イオン交換樹脂は使ったあと「再生」して繰り返し使いますが、この再生に何を使うかが問われます。引っかけの核心はそこで、ほう素選択樹脂の再生は酸とアルカリで行い、ふつうのイオン交換のように食塩水で再生するわけではありません。選択肢(2)はこの再生剤を取り違えている点が誤りです。

※ 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(2)(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)ほう素排水はpHを9以上にし、アルミニウム塩と水酸化カルシウムを併用して凝集沈殿できます。正しい記述です。
(2)×(誤り)N-メチルグルカミン形樹脂の再生は酸とアルカリで行います。「高濃度の塩化ナトリウム水溶液で再生」とする点が誤りです。
(3)○(正しい)ふっ化カルシウム法で対象がふっ素のみなら、最適pHは7付近です。正しい記述です。
(4)○(正しい)高度処理ではアルミニウム塩で水酸化アルミニウムのフロックをつくり、ふっ化物イオンを吸着・共沈させます。正しい記述です。
(5)○(正しい)ふっ素選択吸着樹脂には、交換基に含水酸化セリウムをもつものがあります。正しい記述です。

選択肢(2)のポイント(ここが誤り)

N-メチルグルカミン形イオン交換樹脂は、ほう素をつかまえる専用の樹脂です。ふつうの塩を交換するイオン交換樹脂は食塩(塩化ナトリウム)水溶液で再生できますが、この樹脂はほう素と特殊な結合をつくるため、再生には酸とアルカリを使います。選択肢(2)はこの再生剤を「高濃度の塩化ナトリウム水溶液」とし、一般的なイオン交換樹脂の再生と混同しています。ほう素選択樹脂は酸・アルカリで再生する、と押さえておけば取り違えません。

覚え方

  • ほう素選択樹脂(N-メチルグルカミン形)の再生は酸とアルカリ。食塩ではない。
  • ふっ化カルシウム法(ふっ素のみ)の最適pHは7付近
  • ほう素の凝集沈殿はpH9以上+アルミニウム塩+水酸化カルシウム。

理解度チェック

Q.

N-メチルグルカミン形イオン交換樹脂の再生には何を使う?

酸とアルカリで再生します。塩化ナトリウム水溶液では再生しません。

Q.

対象がふっ素のみのとき、ふっ化カルシウム法の最適pHは?

7付近です。

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出典

  • 一般社団法人 産業環境管理協会「令和4年度 公害防止管理者等国家試験 水質有害物質特論 問題・正解」(公式PDF