問 題
ナノろ過法と逆浸透法に関する記述として、誤っているものはどれか。
- 逆浸透法は、水は透過するが、溶質はほとんど透過しない性質を持つ逆浸透膜(半透膜)を用いる膜処理法である。
- U字型の管の途中に半透膜を設置し、その膜の左右に濃厚溶液と希薄溶液をそれぞれ注ぐと、浸透圧によって希薄溶液側から濃厚溶液側に水が移動して水位差が生じる。
- U字型の管の途中に半透膜を設置し、その膜の左右に濃厚溶液と希薄溶液をそれぞれ注いだとき、濃厚溶液側に、ある一定以上の圧力をかけると、濃厚溶液側の水を、半透膜を透過して希薄溶液側に移動させることができる。
- 実用化されている逆浸透膜には、酢酸セルロース、芳香族ポリアミド系などが用いられる。
- ナノろ過法は、逆浸透膜より操作圧力が高くなるが、塩化ナトリウムの除去率を高めることができる。
正解 (5)
解 説
今回はナノろ過法と逆浸透法に関する出題ですが、膜分離法の代表例としては以下の4つが挙げられます。
- 精密ろ過法
- 限外ろ過法
- ナノろ過法
- 逆浸透法
これらはいずれも似たようなシステムで、膜(フィルター)を水が通過する際にその膜に不純物を引っ掛けたり吸着させたりすることで、膜よりも後段に進む水をきれいにするというものです。
4つの違いは主に膜に空いている穴(孔といいます)の大きさで、孔径が大きければ粒子などの除去が、孔径が小さければ分子やイオンなどの除去ができます。以下に、それぞれの膜分離法で使用する膜と、その特徴を示します。これらは重要事項として、できるだけ覚えておくことをお勧めします。
- 精密ろ過法：MF膜(精密ろ過膜、Microfiltration Membrane)
数十nm～数μm程度の孔径で、微細な懸濁粒子や細菌などの除去に用いられます。 - 限外ろ過法：UF膜(限外ろ過膜、Ultrafiltration Membrane)
数nm程度の孔径で、水溶性の高分子物質の除去に用いられます。 - ナノろ過法：NF膜(ナノろ過膜、Nanofiltration Membrane)
孔径が約1～2nmとかなり小さく、低分子有機物や金属イオンの回収などに用いられます。 - 逆浸透法：RO膜(逆浸透膜、Reverse Osmosis Membrane)
孔の大きさが極小(目安は1nm以下)であり、海水の淡水化などに用いられます。
ここで選択肢(5)の文章を確認してください。
ナノろ過法と逆浸透法では、逆浸透法のほうが孔径が小さいので、海水中の塩化ナトリウムのような原子レベルで小さいものを除去できますが、その分だけ抵抗が大きいので操作圧力は高くなります。一方、ナノろ過法で除去できるのは低分子有機物や金属イオンといったもう少し大きいものです。
よって、(5)の記述は反対なので、これが正解となります。
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