アナモックス（嫌気性アンモニア酸化）と硝化脱窒の違い
エコまる
アナモックスって、ふつうの硝化脱窒と何がそんなに違うの？
アナモックス（嫌気性アンモニア酸化、anammox）は、嫌気性の独立栄養細菌がアンモニア性窒素と亜硝酸性窒素を直接反応させ、窒素ガスにして除く反応です。
排水中の窒素は富栄養化の原因になるため、生物の力で窒素ガスにして大気へ逃がします。従来は活性汚泥法を基礎にした硝化脱窒が使われてきました。
汚水処理特論では、このアナモックスと従来の硝化脱窒の違いが、曝気・有機物・汚泥量・処理経路の点で正誤問題になります。
アナモックスは「アンモニア＋亜硝酸→窒素ガス」を一段で進める
アナモックスとは、嫌気状態（酸素なし）で、アナモックス細菌がアンモニア性窒素と亜硝酸性窒素を反応させ、窒素ガス（N₂）を直接つくる反応です。
アナモックス細菌は独立栄養細菌で、炭酸水素イオン（HCO₃⁻）のような無機炭素から細胞をつくります。
そのため、増えるのに有機物（メタノールなど）を必要としません。
反応は嫌気的に進み、その過程で水素イオン（H⁺）が消費されるため、処理水のpHは上昇します。
なお、消費される窒素のうちごく一部は少量の硝酸性窒素になり、すべてが窒素ガスへ変わるわけではありません。
従来の硝化脱窒との違い（曝気・有機物・汚泥・処理経路）
従来の硝化脱窒は、条件の違う2段階で窒素を除きます。
硝化は好気で、アンモニアをすべて硝酸まで酸化します。続く脱窒は無酸素で、脱窒菌が有機物をエサ（電子供与体）に使い、硝酸を窒素ガスに還元します。
これに対しアナモックスは、アンモニアの約半分だけを亜硝酸まで酸化（部分亜硝酸化）すればよく、残りのアンモニアと亜硝酸をアナモックス細菌が窒素ガスにします。
硝酸まで酸化しなくてよいので必要な酸素量が小さく、ブロワなどの曝気の動力を減らせます。脱窒のように有機物を加える必要もありません。
さらに、アナモックス細菌は脱窒菌に比べて増えにくいため、余剰汚泥（発生汚泥量）が少なくなります。
2つの処理経路を表で並べます。
| 項目 | 従来の硝化脱窒 | アナモックス |
|---|---|---|
| 使う細菌 | 硝化菌＋脱窒菌 | アナモックス細菌（嫌気性・独立栄養） |
| 栄養様式 | 脱窒は従属栄養（有機物が必要） | 独立栄養（無機炭素を利用・有機物不要） |
| 酸素・曝気 | アンモニアを全量、好気で硝酸まで酸化（曝気が大きい） | 約半量を亜硝酸まで酸化でよく反応自体は嫌気（曝気が小さい） |
| 有機物 | 脱窒にメタノールなどが必要 | 不要 |
| 余剰汚泥 | 多い | 少ない |
| 処理経路 | アンモニア→硝酸→窒素ガス（好気→無酸素の2段） | アンモニア＋亜硝酸→窒素ガス（嫌気の一段） |
従来法はアンモニアを硝酸まで好気酸化してから無酸素で脱窒する2段。アナモックスはアンモニアと亜硝酸を嫌気で一段に窒素ガスへ変える。
窒素除去にはアンモニアストリッピングのような物理化学的な方法もありますが、アナモックスや硝化脱窒は微生物を使う生物的な窒素除去です。
過去問での問われ方
アナモックスは、汚水処理特論で正誤問題として何度も出ています。
令和6年度 汚水処理特論 問17では、反応式を示したうえで、アナモックスを「有機物を摂取して細胞を合成する従属栄養的な反応」とする記述が誤りでした。アナモックス細菌は無機炭素から細胞をつくる独立栄養型です。
同じ栄養様式の引っかけは、令和3年度 問18でも出ています。「嫌気性の従属栄養細菌により」とする箇所が誤りで、正しくは独立栄養細菌です。
もう一つの定番は、窒素の行方です。令和2年度 問16や令和4年度 問17では、「消費される窒素は全量が窒素ガスへ変換される」「すべての窒素原子は窒素ガスに変換される」とする記述が誤りでした。実際は少量の硝酸性窒素が生じます。
このほか、必要酸素量が小さい・曝気動力を減らせる・汚泥発生量が少ないといった、従来の硝化脱窒と比べた利点も選択肢になります。
理解度チェック
アナモックス細菌は、独立栄養と従属栄養のどちらか。
独立栄養です。炭酸水素イオン（HCO₃⁻）などの無機炭素から細胞をつくり、有機物（メタノールなど）を必要としません。
従来の硝化脱窒と比べて、アナモックスの曝気・有機物・余剰汚泥はどうなるか。
曝気は小さく（必要酸素量が少ない）、有機物は不要、余剰汚泥は少なくなります。アンモニアを硝酸まで酸化せず、約半量を亜硝酸まで酸化すればよいためです。
アナモックスで消費された窒素は、全量が窒素ガスになるか。
なりません。大部分は窒素ガス（N₂）ですが、少量の硝酸性窒素も生じます。「全量が窒素ガス」とする記述は誤りです。
まとめ
アナモックスと従来の硝化脱窒は、窒素を除く道すじが違います。
アナモックスは嫌気性の独立栄養細菌がアンモニアと亜硝酸を一段で窒素ガスにし、曝気が少なく・有機物が不要で・余剰汚泥も少ないのが、従来の硝化脱窒との違いです。
「独立栄養（従属栄養ではない）」「全量が窒素ガスではない（少量の硝酸が出る）」の2点を、引っかけとして押さえておきます。
参考
- 大阪市建設局 平野下水処理場 アナモックス反応を利用した窒素除去法（嫌気性独立栄養細菌・有機物添加不要・必要酸素量が小さい・余剰汚泥が少ない）
- 北海道大学 大学院工学研究院 水質変換工学研究室 嫌気性アンモニア酸化（Anammox）（嫌気条件で亜硝酸を電子受容体にアンモニウムを窒素ガスへ変換）
- 一般社団法人 産業環境管理協会 公害防止管理者等国家試験（汚水処理特論 令和6年問17 ほか）・公式正答
※ この記事の確認日：2026年6月
まちがえやすいポイント
狙われるのは「栄養様式」と「窒素の行方」の2つです。
アナモックス細菌は独立栄養で、従属栄養ではありません。また消費した窒素の全量が窒素ガスになるのではなく、少量の硝酸性窒素が生じます。