〇私が実際に抑えた勉強箇所

・過去問11年分の傾向を踏まえ、頻出or重要と思われた箇所

・勉強を進める中で押さえておいた方が良いと感じた箇所

 

これらを以下に纏めてみました。

勉強される際にでもご参考ください。

 

 

〇汚水処理特論

・排水の量の減少をまずは考えるべし

　・工場内の排水の3別、混合処理は×

・用水の節約

　・水合理化の進んだ工場ほど排水量原単位は小さくなる

　・交流多段洗浄の理論式と計算問題

　・生産工程の変更は用水節約の有力手段

　・排水量下げると排水濃度は上がる

・濃度の異なる排水

　・濃厚で少量の排水は、希薄で大量の排水と分けて処理すべき

　・排水量/濃度の変動時は、調整槽にて平均化が〇

 

・物理化学処理法（一次処理）

　・処理の程度　一次-二次-三次処理の内訳

　・粒子の沈降速度の数式3つとその適応範囲（レイノルズ数）

　　・レイノルズ数が何を表すか

　・沈殿池の分離効率

　　・分離効率は沈降速度分布と表面積負荷で決まる

　　・上昇流式沈殿池では、沈降速度>上昇速度の粒子はすべて取り除かれる

　・汚泥濃縮層（シックナー）

　　・シックナーの定義

　　・沈降の状態3つ　自由沈降→界面沈降→圧密沈降

　　・界面沈降曲線　濃度でどう異なるのか

　　・質量沈降速度　定義とグラフの概形

　　・連続シックナーにおける質量沈降速度　G=CR+CQ/A

　・凝集分離

　　・凝集法が必須となる粒子の大きさの範囲

　　・コロイドと呼ばれる粒子の大きさの範囲

　　　・コロイドの表面は－に家電

　　・凝集剤

　　　・原理　添加すると加水分解によりアルカリを消費→pH下がる

　　　・汎用アルミニウム塩2つ　ポリ塩化アルミニウムの特徴2つ

　　　・凝集沈殿が用いられる特定成分の除去　COD、色素、油分、リン酸塩

　　・凝集試験（ジャーテスト）

　　　・最初は急速撹拌→次に緩速撹拌（微小フロックの形成→フロックの成長アップ）

　　　・凝集速度は粒子濃度の2乗に比例

　　　・撹拌の強さG値について

　　・凝集沈殿装置

　　　・水平流形装置の構成

　　　・撹拌速度を段階的に下げる意味

　　・接触凝集沈殿装置

　　　・径の大きい既成フロックを核とした速度式

　　　・装置の構造と特徴

　・凝集沈殿の適応範囲

　　・リン酸塩の凝集沈殿の条件等

 

・浮上分離

　・加圧浮上分離

　　・表面が疎水性の方が気泡が付きやすい

　　・ヘンリーの法則と数式

　　・装置の概要　常用圧力範囲、スキマ―、処理水

　　・凝集沈殿と比較した特徴　処理水の透明度、汚泥水分、原水濃度への対応

　　・適用例

　・清澄ろ過（砂濾過）

　　・位置付け　重力式分離の後段

　　・凝集性のないコロイドは除去できない

　　・圧力式砂ろ過装置の特徴

　　・逆洗について　上向きに圧力水

　　・有効径、均等係数の定義

　　・ろ過抵抗式（コゼニ―カルマンの式）

　　・ろ材の洗浄方法3つ

　　・最適洗浄速度の式

　　・多層ろ過　ろ材の組合せ　2層/3層

　・凝集ろ過

　　・マイクロフロック法と薬注ろ過法の機構と比較

　・応用

　　・排水処理の仕上げ、高度処理の前処理

 

・pH操作

　・金属イオン排水は一般に酸性→OH-と反応して沈殿する

　・鉄イオンの価数と沈殿pH

　・両性金属の種類

 

・酸化還元

　・ORPの定義、ネルンストの式、酸化還元式

　　・標準酸化還元電位の高い系は低い系を酸化する

　　・各種酸化剤の酸化力の大きさ　オゾン～H+(標準)まで

　・塩素酸化

　　・次亜塩素酸の生成式

　　・pHと遊離塩素の推移のグラフ

　　・塩素剤の酸化力は主にHClOによる

　　・アミンと塩素剤との反応

　　　・反応式

　　　・塩素注入量と残留塩素の量的関係のグラフ

　　　　・極少点＝不連続点、塩素要求量

　　　・塩素による排水の直接処理の例

　　　・浄水処理における消毒剤の例

　

　　・活性炭吸着

　　　・活性炭に吸着しやすい物質の特徴

　　　・吸着等温線について

　　　　・フロイントリッヒの式　n、kの大小および良好となる理由

　　　・撹拌層吸着について　粉末活性炭、向流多段吸着

　　　・固定層吸着について　粒状活性炭、メリーゴーランド方式

　　　・再生法について　賦活時の温度

　　　　・乾式加熱法、湿式加熱法

　　

　　・イオン交換

　　　・イオン交換体の種類と官能基の対応

　　　・硬水軟化の式、硬度成分飽和の再生式

　　　・イオン交換容量と貫通容量

　　　　・非処理水のイオン濃度、樹脂の交換容量はCaCO3換算

　　　・イオン交換装置の至適イオン濃度

 

　　・膜分離

　　　・ろ過法4つとその特徴　MF、UF、RO、NF

　　　・分離プロセス3つとその特徴　全量ろ過、クロスフロー、多段式

 

　　・電気透析

　　　・両端に直流電流を流す

　　　・溶解塩類の除去に用いられる、コロイド・有機物は除去不可能

　　　・経済的となる濃度範囲

 

　　・汚泥の脱水

　　　・用語　ルースのろ過方程式、ヌッチェ試験

　　　・汚泥の前処理について　使用するろ過助剤、ろ過脱水の比抵抗を下げる

　　　・真空ろ過

　　　　・多孔ドラムにろ材を巻き付け回転→内部を80kPa前後へ減圧→汚泥がドラムに吸い付けられる

　　　・加圧ろ過（フィルタープレス）

　　　　・加圧ポンプでろ過室へ汚泥を押し込む→圧縮脱水→ろ板を外しケーキを排出

　　　　・大きさは実験的に決定

　　　　・フィルタープレスは間欠運転

　　　・加圧ロール脱水（ベルトプレス）

　　　　・凝集させた汚泥を目の粗いベルト状のろ布の上で重力による自然脱水→ろ布の間に挟んで上下からロールを介して圧搾

　　　・スクリュープレス

　　　　・スクリューの回転によりスラッジをケージ内へ→スクリュー軸に沿って狭窄部へ→圧搾

　　　　・高分子凝集剤の進歩により利用可能へ

　　　・ケージは多数の細孔（2~3mm）を有するステンレスの円筒（パンチングプレート）から成る

　　・遠心脱水

　　　・円筒形→液の清澄さ、円錐形→脱水率

　　　・ケーキ排出のスクリューが内臓

　　・多重円盤式

　　　・ろ体の間隔は出口に向かって減少

　　　・ろ体の回転速度を出口サイドで遅くする

　　　・特徴：目詰まりしない

 

　・汚泥焼却

　　・有機物70%の汚泥を自燃するには含水率70%以下にする

　　・流動焼却炉

　　　・下方から高温ガスを送入、流動媒体は砂など

　　　・炉内に機械的稼働部位無し→故障少ない

　　　・間欠運転OK

　　　・メリットとデメリット

　　・横型回転炉（ロータリーキルン）

　　　・汚泥は空気と逆向きに移動→着火

　　・階段式ストーカー炉

　　　・稼働床の往復運動により、汚泥はゆっくり降下→炉の下段より排出

　　　・脱水汚泥の撹拌が無い→予備乾燥が必要

 

　・生物処理法

　　・各用語の定義と数式

　　　・汚泥容量指標（SVI）

　　　・返送汚泥率

　　　・水理学的滞留時間

　　　・汚泥滞留時間

　　・栄養塩のバランス　BOD/N/P=100/5/1

　　・各種活性汚泥法

　　　・対数増殖期-定常期-内生呼吸期

　　　　・各期間に対応する活性汚泥法

　　　・各種活性汚泥法の定義

　　　　・ステップエアレーション法、接触安定化法、オキシデーションディッチ法

　　

　　・膜分離活性汚泥法

　　　・MF or UF膜を利用

　　　・汚泥濃度とバルキング

　　　・最終沈殿池が不要

　　　・膜エレメントを浸漬→吸引ろ過

　　・回分式活性汚泥法

　　　・一つの槽で反応→沈殿を行う

　　・深層ばっ気法

　　・有効水深、有効汚泥濃度

　

　・生物膜法

　　・酸素/基質濃度は膜の内部で濃度低下

　　・支持体への固定によりバルキング防止　※バルキングの定義

　　・デメリット ①SS除去能は低く透視度は低い　②生物量/濃度のコントロール難

　・単体添加法

　　・支持体を投入→曝気により流動させる

　　・結合固定法、包括固定法

　・好気ろ過法

　　・ろ床の上部から排水を、下部から空気を吹き込む

　　・酸素利用効率が高い

　　・ろ材の比表面積を大きくすることで硝化菌なども大量保持可能

　・接触曝気法

　　・支持体を完全に浸漬→曝気で酸素と接触

　　・低BOD排水向き

　・散水ろ過法

　　・ろ床に上部から排水＋循環水を散水

　　・現在では希少

　・回転接触体法

　　・支持体を回転させ、液中⇔気中を行き来する

　　・支持体の浸漬率は約40%

　　・低BOD排水向き

 

・嫌気処理

　・メタン発酵法のメリット

　・酢酸の嫌気的分解式

　・発酵槽の撹拌方法　2種類

　・発酵温度とCOD負荷量　中温/高温発酵

　・最適pH

　・有機酸の種類　高濃度でメタン生成菌の活性低下

　・タンパク質の嫌気分解でNH3発生

　・UASBの概要と特徴　自己造粒化したグラニュール汚泥、汚泥濃度50000mg/L以上

 

・硝化脱窒

　・硝化工程の細菌種と特徴 2種類

　・脱窒工程の細菌の特徴

　・通性嫌気性の定義

　・無酸素条件と嫌気条件の違い

　・硝化/脱窒の各反応式

　・NH4-N→NO3-Nへの酸化に必要な酸素量　NH4-N 1kgあたり

　　・処理槽にアルカリ添加が良い

　・メタノールの水素供与式

　・循環式硝化脱窒法

　　・スキームを書けるように

　　・循環消化液の量

　　・二次脱窒、再曝気が持つ意味

　・硝化菌の特性

　　・増殖速度は小さい

　　・至適pH、硝化速度が下がる温度、毒/溶存酸素への感受性

　・脱窒槽内の酸化還元電位

　・アナモックスプロセスについて

　　・細菌の特徴

　　・消費基質と生成物、消費モル比と発生モル比

　　・メリット

 

・リンの除去

　・乾燥細菌体におけるりん含有率

　・生物処理で除去されるりん量はBODの1/100

　・HAP法、MAP法の概要

　・活性汚泥法→りん高含有の余剰汚泥として排出

　・嫌気・好気活性汚泥法

　　・スキーム

　　・返送汚泥の返送先

　　・嫌気槽と好気槽の持つ役割

　・嫌気・無酸素・好気活性汚泥法

　　・スキーム

　　・循環液、返送汚泥の返送先

　　・無酸素層の持つ意味

 

　・その他

　　・生物池安定化法について

　　・曝気式酸化池について

 

 

・汚水処理装置の維持管理

　・前処理装置

　　・貯留槽内の曝気ブロワーは専用が望ましい　その理由

　　・排水が嫌気性化→H2S発生→結露に溶け込む→硫黄酸化細菌によりH2SO4発生→コンクリートを腐食

　・中和、pH調節

　　・pH校正は2週間間隔が至適

　　・中和剤は低濃度ほどpH制御が用意

　・凝集沈殿装置

　　・最適条件はジャーテストにより決定

　　・ポリ塩化アルミニウムの特性

　　・汚泥はできる限り高濃度で適切な間隔で引き抜く

　・浮上分離装置

　　・加圧水が順調に作られる必要あり

　　・要チェック項目　フロックへの気泡の付着状態、浮上スカムの安定性

　　・スカム濃度高い時は浮上槽の水位を上げる

　・清澄ろ過

　　・捕捉できる浮遊物質量は濃度に関係なく一定

　　・ろ材同士が固着→マッドボール化

　・酸化還元装置

　　・一定のpH下でORP制御すべき理由

　　・ORP計は校正できない

　　・CODの酸化はORP計使用しない

　・活性炭吸着装置

　　・粉末炭はフロックとして沈殿除去

　　・出来る限り清澄な水を通水

　　・上向流の通水は活性炭層がわずかに膨張する強さが良い

　　　上下の混合は吸着を乱すので避ける

　　・流動層吸着は目詰まりなし→小粒径の活性炭が使用可能

　・膜処理装置

　　・洗浄用薬品

 

　・生物処理装置

　　・活性汚泥処理装置

　　　・曝気槽内はpH中性

　　　・毒性廃液は完全混合法が〇　少量ずつ添加＋速やかに均一化

　　　・栄養塩の添加比

　　　・必要な溶存O2量

　　　・溶存酸素系を取り付ける位置

　　　・溶存酸素の急上昇はとりわけ注意　その理由も

　　　・BOD負荷が低い時のメリットと低すぎる時のデメリット&対応方法

　　　・窒素除去における曝気槽の至適溶存酸素濃度

　　　・脱窒にはNO3-Nの3倍のBODが必要

　　・生物膜処理装置

　　　・負荷の設定は生物膜の表面のみを考慮

　　　・維持管理の容易さに主眼を置く

　　・嫌気処理法

　　　・処理水or装置内の水質を監視しながら正常な状態を維持する

　　　・二層嫌気処理装置の概要

　　　・処理水の特徴と監視項目

 

・分析の基礎

　・ランバート・ベールの法則　数式

　・フレーム原子吸光法

　　・原理

　　・光エネルギーの式

　　・バックグラウンド補正用に重水素ランプを用いる

　　・試料原子化部の構造と原理

　　・フレームの種類3つとその適用範囲

　・電気加熱原子吸光法

　　・原理

　　・フレーム原子吸光と比較したメリットデメリット

　・ICP発光分光分析

　　・原理

　　・ICPのプラズマは弱電離プラズマ

　　・誘導結合プラズマの説明

　　・試料導入部の構造　ネブライザー→スプレーチャンバー→ドレントラップ

　・ICp質量分析

　　・特定の質量数/電荷数の比（m/z）を対象にイオン強度を測定→元素濃度を測定

　　・ネブライザーの種類

　　・インターフェースの説明

　　・イオンレンズの役割

　　・スペクトル緩衝が問題となりやすい　問題となりやすい原子の特徴

　・イオン電極法

　　・原理

　　・比較電極と共に高入力抵抗の直流電位差計へ接続→応答電位を測定

　　・ネルンストの式

　　・膜の種類

　・流れ分析法

　　・フローインジェクション、連続流れ分析法の説明

 

・測定各論

　・pH

　　・pH計はガラス電極

　　・pH標準液について　保存方法、ゼロ/スパン校正に使用の標準液、ゼロ校正⇔スパン校正を繰り返す

　・BOD

　　・BODの定義と評価方法

　　・BODの測定に適したサンプルの条件

　　・希釈水の条件

　　・植種液に適したサンプルと不適なサンプル

　　・培養びんに施す処理

　・溶存酸素定量

　　・ヨウ素滴定の原理

　　・隔膜電極法の原理と代表方式2つ

　　・光学センサ方式の原理　溶存酸素による消光を検出

　・COD

　　・測定方法

　　・酸化剤の強弱

　・SS

　　・測定方法

　　・ふるい目の大きさ 2mm、1µm

　・ノルマルヘキサン抽出物質

　　・測定方法　特に温度

　　・試料採取後に容器を共洗いしない

　　・油分が対象となる

　・大腸菌群

　　・対象となる最近の特性　グラム陰性、芽胞形成しない桿菌、ラクトースを分解して酸と期待を発生する好気性菌/通性嫌気性菌

　　・検定の方法

　・重金属

　　・対象重金属の種類と検定方法　Cu, Zn, Fe, Mn, Cr

　　・Crのジフェニルカルバミド吸光の手順

　・フェノール類

　　・前処理の蒸留の条件と理由

　　・4-アミノアンチピリン吸光の手順、色

　　・試料の保存方法

　・全窒素

　　・全窒素の定義

　　・総和法の概要と手順

　　・紫外線吸光の手順、色

　・全りん

　　・全りんの定量方法2種類とその手順

 

・計測機器

　・pH計

　　・電極の種類

　　・電極部に自動洗浄装置がついたものもある

　・電気伝導率計

　　・原理の概要

　　・500~5000Hzの交流電流を用いる　直流は分解を招く

　・ORP計

　　・ネルンストの式

　　・測定の手順

　　・ORP計は校正できない

　　・ORPは状態の指標であり濃度指標ではない

　・溶存酸素系

　　・隔膜ガルバニ電池式、隔膜ポーラログラフ式

　・BOD計

　　・クーロメトリー法の概略

　・TOC計

　　・TOCの定義

　　・TOCをBOD/COD測定と比較したメリット

　　・standardとしてフタル酸カリウムを用いて検量線を作成する

　　　・フタル酸検量線からTOCを求める具体的手順

　　・2チャンネル方式の測定手順

　　・1チャンネル方式の測定手順、メリットデメリット

　　・VOCは無機体炭素の除去で失われるためカウントされない

　　・湿式酸化法の手順

　・濁時計

　　・方式5つと着色等による影響の可否