硝化反応

※本ページは『水浄化フォーラム』より転載しています。
<謝辞>
 「水」の安全確保と環境保全に係る知識と技術を、「水の浄化」に関わる方への参考となるサイトとして『水浄化フォーラム』を執筆・編集・管理いただい
​ ている環境技術学会 村上理事に心より感謝申し上げます。

 

​アンモニアの酸化-硝化

 
 硝化細菌の活性(反応速度、増殖速度)は、水温、pH、DO等の環境条件の影響を受けやすい。一般的に硝化反応は下式で示される。

  ① NH4+ + 3/2O2 → NO2– + 2H+ + H2O
  ② NO2– + 1/2O2 → NO2–
  ③ NH4+ + 2O2 → NO3– + 2H+ + H2O


 アンモニアからの亜硝酸の生成は、ニトロソモナス属(Nitorosomonas sp.)、ニトロコッカス属(Nitrosococus sp.)等の硝化細菌の作用によって進む。次に、亜硝酸から硝酸を生成する反応は、ニトロバクター属(Nitrobacter sp.)等の硝化細菌の作用によって進む。
 
 アンモニアNH4+(1モル)をNO3–(1モル)へ酸化するには、酸素O2(2モル)が必要で、水素イオンH+(2モル)が生成しpHが低下する。
 
 実際の硝化反応では、pHは6.8~8.5に保つことが望ましい。
 浮遊型培養反応、例えば活性汚泥法では、汚泥滞留日数を7日以上とする。
 微生物を担体等へ付着培養する生物膜法では、硝化菌に必要な汚泥滞留日数は十分保たれている。
 適温は20~30℃であるが、15℃以下では硝化速度は著しく低下する。
 有機物濃度が高い(およそ30mg/L以上)と硝化反応はほとんど進行しないので、反応槽内の有機物濃度が低く保たれるよう十分な処理時間(水理学的滞留時間)を確保する。

 溶存酸素濃度は2mg/L以上が望ましい。