平成29年度 公害防止管理者 汚水処理特論 問2を解説｜沈殿池の除去率は沈降速度と水面積負荷の比

平成29年度 汚水処理特論 問2は、理想的な条件を置いた横流式沈殿池でどれだけの粒子が捕まるかを求める計算問題です。最も近い値を選びます。

この問題のポイント

池の中を水が真っ直ぐ流れ、粒子は一定の速さで沈み続ける——そう仮定すると、捕まえられるかどうかは池の深さにも滞留時間にも左右されず、単位面積の水面が1日に受け持つ水量だけで決まります。この量は速度と同じ次元をもち、これより速く沈む粒子はすべて底に達し、これより遅い粒子は一部しか届きません。分かれ目は時間の単位で、与えられる水量は1日当たり、沈む速さは1分当たりというように、そろっていない形で示されます。そろえないまま割り算をすると、桁が大きくずれます。

※ 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(2)（72％）

各選択肢の正誤

計算の手順

ここが分かれ目

理想沈殿池の考え方では、粒子は入口で水面から底まで一様にばらまかれ、水平方向には水と同じ速さで運ばれながら、鉛直方向には自分の沈降速度でまっすぐ落ちていきます。出口に着くまでに底へ届いた粒子だけが捕まるので、捕まる割合は「沈降速度 ÷ 水面積負荷」という一本の式で書けます。池を深くしても、その分だけ落ちる距離が伸びるので結果は変わりません。効くのは水面の広さだけです。沈殿池を大きくするとは、深さではなく面を広げることだと覚えてください。

間違いの多くは単位から生まれます。水量は1日当たり、沈む速さは1分当たりで示されるのが定番で、そのまま割ると答えが千倍単位で狂います。1日を1440分に直す一手を省くと、桁がまるごとずれた選択肢に吸い寄せられます。また、比が1を超えたときに「100％より大きい除去率」を書いてしまうのも典型的な失敗です。比が1以上なら答えは100％で頭打ちになります。

実務でも同じ式が働きます。流入水量が増えれば水面積負荷が上がり、それまで捕まっていた細かい粒子が抜け始めます。雨天時に処理水の濁りが増えるのはこのためで、対策は面積を増やすか、凝集剤で粒子を大きくして沈む速さそのものを上げるかの二択になります。

覚え方

• 除去率＝沈降速度÷水面積負荷。1を超えたら100％で頭打ち。
• 水面積負荷は「水量÷水面の広さ」。速度と同じ次元だから沈降速度と直接比べられる。
• 深さは効かない、面積が効く。沈殿池を強くしたいなら広げる。
• 1日は1440分。日当たりと分当たりをそろえてから割る。
• 流量が増える＝水面積負荷が上がる＝細かい粒子から抜けていく。

理解度チェック

＞ 平成29年度 公害防止管理者 過去問解説 一覧へ