平成30年度 公害防止管理者 汚水処理特論 問17を解説｜生物的硝化脱窒法（硝化菌は毒性物質に弱い）

平成30年度 汚水処理特論 問17は、微生物のはたらきで排水から窒素を抜き去る処理についての正誤問題です。誤っているものを選びます。

この問題のポイント

五つの記述のうち四つは、この処理を支える二種類の反応と、それを担う菌の扱いにくさを述べたものです。前段の反応が水を酸性側へ動かすこと、後段の反応には餌が要ること、前段を担う菌は増えるのが遅く水温にも敏感なこと。いずれも運転で実際に苦労する点で、素直に読めます。残る一つは同じ菌の性質を述べていながら、結論の向きだけが裏返っています。分かれ目は、その菌が有機物に頼らず生きる種類だという事実を、丈夫さの証拠と読むか、環境の変化に対する脆さと読むかです。

※ 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(5)（誤っている記述）

各選択肢の正誤

選択肢(5)のポイント（ここが誤り）

硝化菌が独立栄養細菌である、という前半は正しい記述です。有機物を食べずに、アンモニアを酸化して得たエネルギーで二酸化炭素から体をつくる菌ですから、有機物にぶら下がって生きる従属栄養細菌とは生き方がまるで違います。問題はそこから導かれる結論です。この特殊な生き方は丈夫さの裏付けではなく、限られた反応だけに頼っている脆さの裏返しです。実際、硝化菌は重金属や有機性の阻害物質などによって、BOD酸化を担う従属栄養細菌よりも先に、また低い濃度で活性を落とします。記述はこの向きを取り違えています。

この弱さが厄介なのは、増殖の遅さと重なるからです。従属栄養細菌ならば多少やられても短期間で数を戻せますが、硝化菌はもともと増えるのが遅いので、一度たたかれると回復に長い時間がかかります。流入水に阻害物質が混じった日に硝化だけが止まり、BODは下がっているのにアンモニアが抜けないという形で症状が現れるのは、このためです。だからこそ運転側では、汚泥を系内に長く留めること、水温の低い時期に無理をさせないこと、そして阻害物質を硝化槽へ入れないことが重要になります。

ほかの記述は、この処理の骨格をそのまま述べたものです。前段の硝化は好気条件でアンモニアを亜硝酸、さらに硝酸へ酸化する反応で、進むにつれて水素イオンが生じるためpHが下がります。放置すれば硝化菌自身が働きにくい領域に入ってしまうので、アルカリを添加して支える場合があります。後段の脱窒は酸素のない条件で行われ、菌は硝酸や亜硝酸から酸素を取り上げて呼吸し、窒素ガスとして大気へ返します。このとき菌が食べる有機物が水素供与体で、排水中の有機物で足りなければメタノールなどを外から補います。そして硝化菌を系内に維持するには汚泥の滞留時間を長くとる必要があり、低水温では硝化の速度が大きく落ちます。

覚え方

• 硝化菌は遅い・寒さに弱い・毒に弱い。この三拍子で扱いにくい菌と覚える。
• 独立栄養は丈夫の意味ではない。狭い生き方しかできない分だけ環境の変化に弱い。
• 硝化は酸をつくる反応。だからアルカリで支える。
• 脱窒は硝酸から酸素を奪う反応。だから餌となる水素供与体が要る。
• 増えるのが遅い菌を系内に残す手は、汚泥を長く留めること。

理解度チェック

＞ 平成30年度 公害防止管理者 過去問解説 一覧へ