脱窒の炭素源・電子供与体

最終更新日: 2026-09-05

脱窒の炭素源・電子供与体・水素供与体

(1) 脱窒では、硝酸態窒素などの酸化態窒素を還元し、主として窒素ガスへ変換して水中から窒素を除去します。この還元反応を進めるには、電子を渡す側である電子供与体が必要です。

(2) 電子供与体は、還元反応で電子を供給する物質を表す反応上の用語です。脱窒では、利用可能な有機物等が電子供与体として働きます。

(3) 炭素源は、微生物が利用する炭素の供給源を表す語です。従属栄養型の脱窒では有機物が炭素源であると同時に電子供与体として働くため、実務・教材では両者が近い文脈で使われます。ただし「炭素源」と「電子供与体」は定義上まったく同じ語ではありません。

(4) 浄化槽の法令・維持管理資料では、脱窒に必要な有機物等を補う薬剤について水素供与体という語が使われます。現行の環境省関係浄化槽法施行規則は、水素供与体等の薬剤を使用する場合、その供給量を適度に調整することを求めています。

(5) 本教材では、脱窒反応の原理を説明するときは「電子供与体」、有機物の供給源を説明するときは「炭素源」、法令・型式資料の薬剤供給を説明するときは「水素供与体」という語を優先して使い分けます。

流入有機物を使う場合

(6) 前段に脱窒工程を置く方式では、流入汚水に含まれる利用可能な有機物を炭素源・電子供与体として利用できる場合があります。この場合、外部薬剤を追加しなくても脱窒に必要な供与体を確保できることがあります。

(7) 環境省の窒素除去型小型合併処理浄化槽維持管理ガイドラインは、生物学的硝化脱窒法の留意条件として、流入汚水のBOD濃度が窒素濃度の3倍を下回らないことを挙げています。これは流入有機物と窒素のバランスが脱窒条件に関係することを示す一例です。

(8) BOD/N比3という値を、すべての型式・運転条件で外部水素供与体の添加要否を自動判定する一律境界値とは扱いません。実際の必要量・設定は対象型式の認定資料や維持管理要領書で確認します。

外部水素供与体を使う場合

(9) 流入水中の利用可能な有機物だけでは脱窒に必要な電子供与体が不足する方式・条件では、外部から水素供与体を供給する場合があります。

(10) メタノールは脱窒用の外部炭素源・電子供与体として利用される代表例の一つですが、水素供与体という語そのものがメタノールだけを意味するわけではありません。

(11) 窒素除去型浄化槽だからといって、すべての型式で外部水素供与体の添加が必須とは限りません。流入有機物の利用、処理方式、循環経路、負荷条件などによって必要性が異なります。

(12) 水素供与体等の薬剤を使用する場合は、供給量を適切に調整します。不足すれば脱窒が進みにくくなる一方、過剰供給もBOD負荷や運転状態へ影響し得るため、「多いほどよい」とは扱いません。

不足時の見方

(13) 硝化が進みアンモニア態窒素が低い一方、硝酸態・亜硝酸態窒素が多く残る場合は、脱窒条件の確認が必要です。炭素源・電子供与体不足はその候補の一つです。

(14) 酸化態窒素が残る原因を炭素源不足だけに固定しません。循環量、無酸素条件への酸素持込み、水温、pH、汚泥・生物膜状態、流入負荷なども合わせて確認します。

試験での見分け方

  • (15) 「水素供与体とはメタノールの別名であり、他の有機物は含まれない」→ 誤り。メタノールは代表例の一つです。
  • (16) 「窒素除去型なら全型式で外部水素供与体を必ず添加する」→ 誤り。流入有機物を利用する方式・条件があります。
  • (17) 「炭素源・電子供与体・水素供与体は定義上完全に同じ語で、文脈による使い分けは不要」→ 誤り。重なる場面はありますが、炭素供給・反応上の電子供与・法令上の薬剤という観点が異なります。
  • (18) 「水素供与体は多いほど脱窒性能が必ず向上する」→ 誤り。使用する場合は適度な供給量へ調整します。

出典・参考（2026-09-05確認）

脱窒の炭素源・電子供与体に関する問題