給水方式の選定・受水タンク・レジオネラ対策・循環量
水道法に規定する水道の区分に関する次の記述のうち、適当でないものはどれか。
解答正解 4
水道法第3条第6項は、専用水道の要件として「100人を超える者に居住に必要な水を供給するもの」又は「一日最大給水量が政令で定める基準（20m³）を超えるもの」を掲げる一方、ただし書きで「他の水道から供給を受ける水のみを水源とし、かつ、その水道施設のうち地中又は地表に施設されている部分の規模が政令で定める基準以下である水道」を除外している。1級では、この本文と適用除外のただし書きを併せて読めるかが問われる。
上水道の凝集沈殿処理に関する次の記述のうち、適当でないものはどれか。
解答正解 4
混和池は凝集剤を原水中に短時間で均一拡散させる池であり、急速撹拌（急速混和）を行う。撹拌強度を次第に弱めながら緩速撹拌を行うのは、後段のフロック形成池である。「混和池＝急速撹拌」「フロック形成池＝緩速撹拌」という強度の向きを取り違えやすい。
高度浄水処理に関する次の文中、［ ］内に当てはまる語句の組合せとして、適当なものはどれか。 「オゾン処理は、その強力な［ Ａ ］により、かび臭物質やトリハロメタンのもととなる有機物を分解する。オゾン処理の後段に［ Ｂ ］処理を組み合わせると、活性炭の吸着作用に加え、活性炭に繁殖した［ Ｃ ］の分解作用によって、オゾンにより生分解性が高まった有機物やアンモニア態窒素を除去できる。」
解答正解 1
高度浄水処理の代表的な構成は「オゾン処理＋生物活性炭処理」である。オゾンは強力な酸化力で難分解性の有機物やかび臭物質を分解し、生物活性炭は粒状活性炭の吸着作用と活性炭表面に繁殖した微生物の分解作用を併用してオゾン処理で生分解性が高まった有機物やアンモニア態窒素を除去する。オゾンは酸化剤であり、還元力や吸着力と取り違えないこと。
上水道の塩素消毒に関する次の記述のうち、適当なものはどれか。
解答正解 1
水道法施行規則第17条第1項第3号は、平常時は遊離残留塩素0.1mg/L（結合残留塩素0.4mg/L）以上、病原生物に著しく汚染されるおそれがある場合等は遊離残留塩素0.2mg/L（結合残留塩素1.5mg/L）以上と、平常時と強化時の二段の基準を定めている。0.1と0.4は遊離と結合の区別であって平常時と強化時の区別ではない点を取り違えやすい。
計画給水人口が24,000人の配水区域における配水池の有効容量として、適当なものはどれか。ただし、計画一日平均給水量は1人1日当たり360L、計画一日平均給水量の計画一日最大給水量に対する比（負荷率）は0.8とし、配水池の有効容量は計画一日最大給水量の12時間分とする。
解答正解 2
計画一日平均給水量は24,000人×360L＝8,640,000L＝8,640m³/日。負荷率0.8で除して計画一日最大給水量は8,640÷0.8＝10,800m³/日。その12時間分であるから10,800×12/24＝5,400m³となる。負荷率で除さずに平均給水量のまま12時間分を求めると4,320m³となり、これが最も多い誤答である。
下水道の排除方式に関する次の記述のうち、適当でないものはどれか。
解答正解 3
分流式下水道の雨水管きょに流入した雨水は、原則として終末処理場を経ずに公共用水域へ放流される。したがって降雨初期の路面排水に含まれる汚濁物質は処理されず、これが分流式の弱点である。合流式の越流水対策と混同し、「分流式なら汚濁は必ず処理される」と考えると取り違える。
下水道管きょの接合に関する次の記述のうち、適当なものはどれか。
解答正解 3
管底接合は上下流の管きょの管底を一致させる方法で、掘削深さを浅くできる反面、上流側の水位が上がって動水勾配線が管頂を超え、圧力管状態となるおそれがある。段差接合・階段接合は逆に、地表勾配が急なときに管きょ勾配を緩くして流速の過大を避け、生じた落差をマンホール部の段差や階段で処理する手法であり、「勾配を急にする」ものではない。
下水道の雨水排除計画において、合理式により求めた計画雨水量として適当なものはどれか。ただし、排水面積は流出係数0.85の建物・舗装部が4.0ha、流出係数0.30の緑地部が2.0haとし、降雨強度は120mm/hとする。また、合理式は Q＝(1/360)×C×I×A（Q：計画雨水量[m³/s]、C：流出係数、I：降雨強度[mm/h]、A：排水面積[ha]）とする。
解答正解 4
まず流出係数を面積で加重平均する。C＝(4.0×0.85＋2.0×0.30)/6.0＝(3.4＋0.6)/6.0＝0.667。次に合理式に代入し、Q＝(1/360)×0.667×120×6.0＝1.33m³/s。流出係数を単純平均((0.85＋0.30)/2＝0.575)すると1.15m³/sとなり、これが典型的な誤答である。
終末処理場を有する公共下水道に下水を排除する場合において、次の（イ）〜（ニ）の水質のうち、下水道法施行令に定める除害施設の設置等に関する条例の基準に適合しないものの数として、適当なものはどれか。ただし、（イ）〜（ニ）以外の項目は基準に適合しているものとする。 （イ）水素イオン濃度 水素指数6.5 （ロ）生物化学的酸素要求量 1Lにつき5日間に800mg （ハ）浮遊物質量 1Lにつき700mg （ニ）ノルマルヘキサン抽出物質含有量（鉱油類含有量） 1Lにつき20mg
解答正解 3
下水道法施行令第9条の5は、水素イオン濃度は水素指数5を超え9未満、生物化学的酸素要求量は1Lにつき5日間に600mg未満、浮遊物質量は1Lにつき600mg未満、ノルマルヘキサン抽出物質含有量は鉱油類5mg/L以下・動植物油脂類30mg/L以下と定めている。したがって（ロ）（ハ）（ニ）の3つが基準に適合しない。鉱油類と動植物油脂類で限度値が6倍違う点を混同しやすい。
下水処理における活性汚泥法に関する次の記述のうち、適当でないものはどれか。
解答正解 2
オキシデーションディッチ法は低負荷・長時間ばっ気の処理方式であり、ばっ気時間は標準活性汚泥法より長い。また、原則として最初沈殿池を設けず、流入下水を直接反応槽へ導く。ばっ気時間の長短と最初沈殿池の要否がセットで問われるため、「低負荷＝長時間ばっ気＝最初沈殿池なし」とまとめて覚えるとよい。
給水方式の選定に関する次の記述のうち、適当なものはどれか。
解答正解 2
水道直結増圧方式は配水管と建物内配管が直結されるため、ポンプ流量の変動や負圧の発生が配水管側に波及しないよう、直結加圧形ポンプユニットの上流側（一次側）に逆流防止器を設けることが必須である。断水時の継続給水や一時に多量の水を使用する建物には貯留機能をもつ受水タンク方式が適しており、直結増圧方式は適さない点で選定根拠を取り違えやすい。
高置水槽方式を採用した事務所ビルにおいて、揚水ポンプの揚水量として適当なものはどれか。ただし、在勤者数は600人、在勤者1人1日当たりの使用水量は100L、1日当たりの給水時間は9時間、時間最大予想給水量は時間平均予想給水量の1.5倍とし、揚水ポンプの揚水量は時間最大予想給水量に等しいものとする。
解答正解 4
1日使用水量は600人×100L＝60,000L/日。給水時間9時間で除して時間平均予想給水量は60,000÷9＝約6,667L/h。これを1.5倍して時間最大予想給水量は10,000L/hとなり、60で除して約167L/minを得る。時間平均のまま答えると約111L/min、1日使用水量を24時間で割ると約42L/minとなる。
給水管内を流速2.0m/sで流れている水を、弁の急閉により瞬間的に停止させたときに生じる圧力上昇値として、適当なものはどれか。ただし、水の密度は1,000kg/m³、管内の圧力波の伝播速度は1,000m/s とし、圧力上昇値Δpは Δp＝ρ×a×v（ρ：水の密度[kg/m³]、a：圧力波の伝播速度[m/s]、v：弁閉止前の流速[m/s]）により求めるものとする。
解答正解 2
Δp＝1,000×1,000×2.0＝2.0×10⁶Pa＝2.0MPaとなる。なお給水装置の構造及び材質の基準に関する省令第3条は、水撃限界性能をもつ給水用具について流速2m/s又は動水圧0.15MPaの条件で上昇圧力を1.5MPa以下とすることを求めており、この算定値はそれを上回る。すなわち急閉止による圧力上昇は水撃防止器やゆるやかな閉止機構によって抑える必要があることが分かる。
建築物の内部に設ける飲料水用の給水タンクの構造に関する次の記述のうち、適当でないものはどれか。
解答正解 4
昭和50年建設省告示第1597号は、給水タンク等に通気のための装置を有効に設けることを求めつつ、「有効容量が2m³未満の給水タンク等については、この限りでない」とする適用除外を置いている。マンホールの直径60cm以上の規定にも小規模タンクの適用除外があり、1級では本則と除外規定の対をおさえておく必要がある。
給水装置の逆流防止に関する次の記述のうち、適当なものはどれか。
解答正解 1
給水装置の構造及び材質の基準に関する省令第5条は、減圧式逆流防止器について3kPa及び1.5MPaの静水圧を1分間加える逆流防止性能試験を、負圧破壊性能については−54kPaの圧力を加えて水位上昇3mm以下とする試験を定めている。低圧側（3kPa）と高圧側（1.5MPa）の二段で試験する点、耐圧性能試験の保持時間が1分間である点が混同されやすい。
中央式給湯設備におけるレジオネラ属菌の増殖防止に関する次の記述のうち、適当なものはどれか。
解答正解 2
レジオネラ症を予防するために必要な措置に関する技術上の指針は、貯湯槽内の湯温を60℃以上に保ち、末端の給湯栓でも55℃以上となる加熱装置を備えること、滞留水を排出できるようにすることを求めている。温度管理値の60℃／55℃の組合せに加え、1級では温度成層や死水域といった「設計・運用上どこで湯温が下がるか」を判断できることが問われる。
中央式給湯設備において、給湯用循環ポンプの循環水量として適当なものはどれか。ただし、循環配管系からの熱損失は12.6kW、循環による許容温度降下は5℃、水の比熱は4.2kJ/(kg・K)、水の密度は1,000kg/m³とする。
解答正解 3
熱量の式 q＝質量流量×比熱×温度差 を質量流量について解くと、12.6kJ/s÷(4.2kJ/(kg・K)×5K)＝0.6kg/s。密度1,000kg/m³より0.6kg/s＝0.6L/s＝36L/minとなる。許容温度降下を2倍の10℃と取り違えると18L/minとなるため、与えられた温度差を確実に読み取ること。
給湯設備の安全装置に関する次の記述のうち、適当なものはどれか。
解答正解 3
開放式の膨張管（逃し管）を用いない密閉式膨張タンク方式では、加熱による圧力上昇を逃し弁で逃がす。逃し管の立上げ高さは、加熱による湯の密度低下に伴って生じる水頭差に打ち勝つ必要があるため、給湯温度が高いほど高くしなければならない。また建築基準法施行令第129条の2の4第1項第4号は「圧力タンク及び給湯設備には、有効な安全装置を設けること」と、両者を並列に規定している。
給湯配管の管種の選定に関する次の記述のうち、適当なものはどれか。
解答正解 1
銅管は表面の酸化皮膜により耐食性を保つため、流速が過大な部位やエルボ下流などでは皮膜が機械的に破壊されて潰食を生じる。給湯配管では流速の上限管理が選定上の要点となる。ステンレス鋼や樹脂管は炭素鋼より線膨張係数が大きく、伸縮の検討はむしろ重要である点を取り違えないこと。
給湯設備の加熱方式及び熱源機器に関する次の記述のうち、適当なものはどれか。
解答正解 1
貯湯式は蓄えた湯でピーク需要をまかなうため、加熱能力と貯湯容量は互いに補い合う関係にあり、加熱能力を小さくすればその分だけ大きな貯湯容量が必要になる。この能力と容量のトレードオフが1級における方式選定の判断根拠となる。ヒートポンプは大気熱を利用するため成績係数は1を大きく上回る点も併せて確認しておくこと。