令和6年度 汚水処理特論 問16は、生物学的硝化脱窒素法の脱窒素反応に関する正誤問題です。誤っているものを選びます。
脱窒素反応は、硝化でできた硝酸・亜硝酸を、有機物を使って窒素ガスへ還元し、水中から窒素を抜き取る反応です。酸素のない（無酸素）条件で進み、分子状の酸素があると抑えられます。引っかけの核心は、反応の進行でpHが下がるのか上がるのかという向きです。硝化はアルカリ度を消費してpHを下げますが、脱窒素はその逆でアルカリ度を回復してpHを上げる側の反応です。「pHが下がるのでアルカリ剤が必要」という記述は向きが逆になっています。
※ 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(3)（誤っている記述）
| 選択肢 | 正誤 | 解説 |
|---|---|---|
| (1) | ○（正しい） | 脱窒素は硝酸を還元する際にBOD成分などの有機物を電子源として消費します。正しい記述です。 |
| (2) | ○（正しい） | 分子状の酸素があると、微生物は酸素呼吸を優先するため脱窒素は抑えられます。無酸素条件が前提という正しい記述です。 |
| (3) | ×（誤り） | 反応の進行でpHが低下するとする向きが誤りです。脱窒素ではアルカリ度が回復してpHはむしろ上昇します。 |
| (4) | ○（正しい） | 硝酸・亜硝酸を主に窒素ガスへ還元して除去する反応です。脱窒素の定義として正しい記述です。 |
| (5) | ○（正しい） | 外部の有機物が乏しいとき、自らの菌体を分解しながら脱窒素する内生呼吸型もあります。正しい記述です。 |
窒素処理では、前段の硝化がアルカリ度を消費してpHを下げる反応です。これに対し脱窒素は、硝酸・亜硝酸を窒素ガスへ還元する過程でアルカリ度を生み出し、硝化で下がったpHの一部を回復させます。つまり脱窒素はpHを上げる側の反応です。選択肢(3)はこれを「反応の進行とともにpHが低下するのでアルカリ剤の添加が必要」と逆向きに述べている点が誤りです。アルカリ剤の補給が問題になりやすいのは、むしろpHを下げる硝化の側だと整理しておきましょう。
脱窒素反応が進むと、pHは上がる？下がる？
上がります。脱窒素はアルカリ度を回復させる反応です。pHを下げるのは前段の硝化の方で、両者の向きは逆になります。
脱窒素反応が酸素のある条件で進みにくいのはなぜ？
分子状の酸素があると、微生物が酸素呼吸を優先し、硝酸を電子受容体に使う脱窒素が抑えられるためです。無酸素条件が前提になります。
この問題に関連する用語解説
出典
※ この記事の確認日：2026年6月