アナモックスプロセスに関する記述として、誤っているものはどれか。
- アナモックス反応では、嫌気性の独立栄養細菌によりアンモニア体窒素及び亜硝酸体窒素が窒素ガスへ変換される。
- アナモックス反応では、少量の硝酸体窒素が生成する。
- アナモックス反応は有機物を必要としない脱窒素反応である。
- アナモックス反応に関与する細菌は増殖収率が小さく、従来の硝化脱窒素法に比べて汚泥発生量が小さい。
- アナモックス反応の実験式によれば、消費されるアンモニア体窒素は消費される亜硝酸体窒素より多い。
解 説
アナモックス(Anammox)は、「Anaerobic Ammonia Oxidation」の略で、直訳すると「嫌気性アンモニア酸化」となります。アナモックス反応は汚水処理技術としてはかなり新しく開発された方法です。
従来の生物的硝化脱窒素法では、アンモニア体窒素を硝化して硝酸体窒素とし、これを脱窒素により窒素ガスに変えていました。硝化工程で独立栄養細菌を使い、脱窒素工程において従属栄養細菌を使っていたので、それぞれ別の槽が必要となります。
一方、このアナモックス反応であれば、嫌気性の独立栄養細菌によって、アンモニア態窒素や亜硝酸態窒素を直接(硝酸態窒素を経ずに)窒素ガスに変えるため、反応槽が1つで済むというメリットがあります。以上から、(1)と(3)は正しい記述です。
また、上記では「硝酸体窒素を経ずに」と書きましたが、反応の副生成物として硝酸体窒素が少量(生成物の1割程度)つくられます。よって、(2)の記述も正しい記述となっています。ただし、これらの生成物(窒素ガスと硝酸体窒素)は同じ反応槽で出来上がるので、段階的に反応させる従来の生物的硝化脱窒素法とは意味合いが異なります。
(4)では汚泥発生量の多寡が問われていますが、アナモックス反応は生物的硝化脱窒素法に比べて工程数が少ない上に、好気性の細菌を使わないので、汚泥発生量が少なくなります。よって、これも正しい記述です。
以上から、(1)～(4)は全て正しい記述なので、残る(5)が誤りということになります。
この問題はこのように消去法で解けばよいと思いますが、アナモックス反応の実験式は以下の通りなので、(5)の「消費されるアンモニア体窒素は消費される亜硝酸体窒素より多い」という記述は反対であることがわかります(繰り返しになりますが、以下の化学反応式を暗記する必要はないと思います)。
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