JP2005295887A - バチルス属細菌の高濃度増殖または高濃度胞子化促進培養資剤と、この培養資剤を用いた高濃度増殖または高濃度胞子化廃水処理法 - Google Patents

Abstract

【目的】 バチルス属細菌の高濃度増殖または高濃度胞子化促進培養資剤およびこれを用いた廃水処理法を提供する。
【構成】 ケイ酸質の鉱石及び粘土鉱物の粉末に鉄化合物を添加した培養資剤、鉄化合物が硫酸鉄、ポリ硫酸鉄、塩鉄又は硫酸鉄、塩鉄を混合して作られた資剤をケイ酸質の鉱石及び粘土鉱物の粉末に添加して用いる培養資剤、該培養資剤にバチルス菌を混合し廃水処理の運転管理、菌体管理をなす培養資剤、およびこれを用いバチルス属細菌による廃水処理に関与する有用バチルス属細菌の高濃度増殖、高濃度胞子化を促進する廃水処理方法。

Description

本発明はバチルス属細菌の高濃度増殖または高濃度胞子化促進培養資剤およびこの培養資剤を用いた高濃度化増殖または高濃度胞子化促進廃水処理法に係り、バチルス属細菌の好ましい増殖ないし胞子化を促進する培養資剤および該培養資剤を用いた有利な廃水処理法を提供しようとするものである。

バチルス属細菌については既にその存在が確認されているところであって、一般家庭においても日常的に食用されている納豆などの食品類に広く存在しているが、このバチルス菌は近時において廃水処理やコンポスト化などの環境浄化その他に大きく寄与することが確認されている。
また、微生物を利用した廃水処理装置として以下のようなものが提案されている。
特開２００３−２２７号公報

上記したようなバチルス属細菌については、これを適宜に増殖し、また随時に胞子化して死滅を回避することが該細菌を高濃度に増殖せしめると共にこのような増殖状態を維持せしめて有効利用せしめ、更には活性汚泥のフロック形成や処理の安定その他をもたらして処理の迅速、安定化その他を図り、それぞれの条件下において好ましい利用をなし得る所以であることは明かである。然しこのような技術に関してはこれまでなお仔細な検討や実験がなされておらず、従ってその利用や管理などについては未だ確立されるに到っていない。また活性汚泥中においてはバチルス菌が高濃度に生息することがないものと理解され、このようなバチルス属細菌で有効且つ的確な廃水処理ないし環境浄化を得るようなことができないとされていることは広く知られている通りである。

更に上述したような事情の故に廃水処理設備や管理設備などからのＳＳの流出などが避けられず、折角のバチルス菌が流れ出して菌体濃度が大幅に低下し、処理速度も当然に大きく低下することとなって設備の運転管理および菌体管理の何れもが不充分となり、それらの管理には相当の熟練を必要とすることが一般的には痛感されていても具体的な措置を採ることができず、単なる管理熟練というような観念的ないし抽象的事項が要望されていることだけであって具体的な改善が何も得られていないことは一般的に知られている通りである。

本発明者等は上記のような生物処理に関与するバチルス属細菌について仔細な現場的検討、観察を重ねたが、下水やし尿などの汚物処理については近年において微生物を利用することが実質的に枢要であることを確認している。またこのような生物処理に係わる微生物はそれなりに多種多様であるが、現実の汚水処理場等においては生物処理の状況を迅速且つ的確に把握し、更に仮りに処理が良好に進行していないような場合には速かにこれを認知して的確な処置を採り、生物処理の結果および処理能率的な劣化防止を図ることが必要であることは当然である。

ところが上記したような生物処理状況を把握するには処理槽等に棲息する細菌から原生動物までの多岐に亘る微生物の状況を的確に把握することが必要で、また処理が適切に進行していない場合には有効な改善措置を採り、生物処理の劣化を防ぐことが必要である。更に斯うした生物処理状況の把握には多岐に亘る微生物の質および量の如きの全般を的確に把握することが必要であって、それらを把握し、処理が良好に進行していない場合には有効且つ適切な処置により生物処理の結果および速度的な劣化を防止することが必要である。然し斯様な場合においてはそれぞれの特性に合った培地でそれぞれの生物を培養し、単離、培養後に各種生物学的検査を行うことが好ましいところ、それらは煩雑であって、実用に適しない。

本発明者はこのような実情に鑑み、バチルス属細菌その他の微生物についてその菌体濃度、細菌特性などの測定を特定の添加物を用いて行うことにより該生物処理の実質的状況把握をなすことが可能であると判断された。

しかし、このような生物処理に関与する細菌その他の微生物は多様であって、例えばバチルス属細菌だけについても３０種以上も存在することが確認されており、それぞれのバチルス属細菌の分解能力を確認するには、まず被検試料を希釈し、次いで平板培地に通常２〜５日間培養させ、更に発芽・増殖させた後に発生したコロニーごとの顕微鏡検査を行い、また単離・培養を経て栄養ごとの分解機能検査を行うことが基本であって、最終的な結果が判明するまでには４〜８週間もかかり、しかも日々変化していることからして具体的なバチルス属細菌の現状を的確に把握することができず、判明した結果による処置では常に後手であって日常の施設管理には適していないという決定的な問題点がある。しかも、このような方法ないし操作は専門知識と検査技術とを必要とするものであるから、専門の熟練職員を継続的に配置する必要があり、日常の施設管理として用いることは時間的およびコスト的の何れの面からしても甚だしく困難と言わざるを得ない不利がある。

そこで、本発明者等は、このような実情に鑑み、多くの実地的検討を重ねた結果、バチルス属細菌その他の該生物処理における基幹的細菌ないし微生物についてその菌体濃度、細菌特性などの測定を行うことにより該生物処理の状態を適切に把握することが可能であると判断された。

またこのような処理については常時処理状況を管理することが必要で、処理が適切に進行していない場合にはその状況を適切に把握し短時間内に有効な処置を採り、生物処理劣化の更なる進行を防ぐことなどが必要であって、更には斯うした生物処理状況の把握には多岐に亘る微生物の質および量を的確に把握することも必要である。即ち若しそれらの把握ないし処理が良好に進行していない場合には有効且つ適切な処置により生物処理の劣化を防止または回避することが必要であるが、斯様な場合にそれぞれの特性に合った培地でそれぞれの生物を培養し、単離、培養後に各種生物学的検査を行うようなことは著しく煩雑であり、しかも複雑な様相を示して適切な判断が困難で実用に適しない。

本発明者等は上記したような実情に鑑み、多くの現場的検討の結果、バチルス属細菌その他の微生物についてその菌体濃度、細菌特性などの測定を行うことにより該生物処理における基幹的な細菌の状況把握を的確になすことが可能であると判断された。

然し、上述したような煩雑性などから廃水処理設備からのＳＳの流出などが避けられず、折角のバチルス菌が流れ出して菌体濃度が大幅に低下し、処理速度も低下することとなって設備の運転管理、菌体管理の何れもが不充分となり、それらの管理には相当の熟練を必要とすることが痛感されていても具体的な措置を採ることができず、単に「管理熟練」の如き抽象的、観念的なことが要望されているだけであって、具体的な作業現場において採るべき措置は何も判らず、手さぐり状態であることも一般的に知られている通りである。

ところで本発明者等は上述したような生物処理に関与するバチルス属細菌について仔細な現場的検討、観察を重ねたが、上述したような下水やし尿などの汚物処理に関しては近年において微生物を利用することが頗る枢要であることを理解されつつあることは上述した如くであり、このような生物処理に係わる微生物はそれなりに多種多様であるが、現実の汚水処理場等においては生物処理の状況を迅速且つ的確に把握し、処理が良好に進行していないような場合には的確な補正処置を採り、生物処理の劣化を防止することが必要である。

更に上記のような生物処理状況を把握するには処理槽等に棲息する細菌から原生動物までの多岐に亘る微生物の状況をできるだけ短時間内に的確に認識することが枢要であって、このようにすることにより処理が円滑化され、また処理結果が適切に得られるものであることも当然である。

即ち本発明によるものは上記したような従来技術における課題を解決することについて検討を重ねた結果として創案されたものであって以下の如くである。

（１） ケイ酸質の鉱石及び粘土鉱物の粉末に鉄化合物を添加したことを特徴とする培養資剤。

（２） 前記（１）項における鉄化合物が、硫酸鉄、ポリ硫酸鉄、塩鉄又は硫酸鉄、塩鉄を混合して作られた資材を、ケイ酸質の鉱石及び粘土鉱物の粉末に添加して用いることを特徴とした培養資剤。

（３） 前記（１）項または（２）項に記載した培養資剤にバチルス菌を混合し、廃水処理の運転管理、菌体管理をなすことを特徴とした培養資剤。

（４） 前記（１）項または（２）項若しくは（３）項の何れかに記載の培養資剤を用い、バチルス属細菌による廃水処理に関与する有用バチルス属細菌の高濃度増殖、高濃度胞子化を促進することを特徴とする廃水処理方法。

バチルス属細菌の増殖及び高濃度胞子化を促進するため、ケイ酸質の鉱石及び粘土鉱物の粉末に鉄化合物を添加してバチルス菌の増殖または高濃度胞子化を促進したことによってバチルス属細菌の増殖ないし高濃度胞子化が何れも単にミネラルのみの場合より隔段に増加せしめられる。

前述した鉄化合物が、硫酸鉄、ポリ硫酸鉄、塩鉄など、又は一般に市販されている硫酸鉄、塩鉄などを混合して作られた資材を、ケイ酸質の鉱石及び粘土鉱物の粉末に添加して用いることにより、この鉄化合物の入手が容易で平易に上記したようなバチルス属細菌の増殖ないし高濃度胞子化を図った本発明を実施せしめる。

前記したような培養資剤にバチルス菌を混合し、廃水処理の運転管理、菌体管理の何れか一方または双方を容易にすることによりそれらの運転管理、菌体管理の何れもが有効適切に実施される。

バチルス属細菌による廃水処理に関与する有用バチルス属細菌の高濃度増殖、高濃度胞子化を促進するため、前記したような何れか一方または双方による培養資剤を用いることにより目的の廃水処理を有効に実施せしめる。

即ち更に言うならば、本発明によるものは、珪酸質鉱石および粘土鉱物の粉末に鉄化合物を添加したことにより、廃水処理に関与するバチルス属細菌を高濃度に増殖させ、前記廃水中の有機物分解を促進し、水質向上、悪臭の分解、余剰汚泥の減少、さらには高濃度胞子化を図って高菌体濃度を維持し、活性汚泥のフロックを形成し、処理を安定せしめる。前記鉄化合物は硫酸鉄、ポリ硫酸鉄、塩鉄など、あるいは一般市販材に混合したものを用いることが好ましい。

鉄化合物が上記のように硫酸鉄、ポリ硫酸鉄、塩鉄または市販硫酸鉄、塩鉄の単独またはそれらが混合して得られた材料をケイ酸質鉱石または粘土鉱物の何れか一方または双方の粉末に添加されたことによりそれらの効果が大きく得られ、比較的短時間内に目的の結果を得しめることができる。

バチルス属細菌の増殖ないし高濃度胞子化促進培養剤にバチルス菌を混合し廃水処理の運転管理、または菌体管理の何れか一方または双方を行うことにより効率的なバチルス菌の増殖ないし胞子化あるいはそれらの促進を図り、それぞれの作業条件に即応したバチルス菌の増殖または管理を行わしめて高密度の生息、的確な胞子化を達成し効率的操業を遂行せしめる。

バチルス属細菌の高濃度増殖ないし高濃度胞子化の何れか一方または双方を促進するため前記培養資剤をバチルス属細菌による廃水処理に用いることにより廃水処理の運転管理と菌体管理を容易化することができ、有利な廃水処理を円滑に実施し、操業の円滑化ないし能率化を図ることを可能とする。

バチルス属細菌による廃水処理に関与する有用バチルス属細菌の高濃度増殖、高濃度胞子化の何れか一方または双方を促進するため前記したような培養資剤を用いることにより所期するバチルス菌の高濃度増殖、高濃度胞子化を円滑且つ旺盛に行わしめ、効率的な廃水処理を能率的に行わしめる。

（第１実施例） 屎尿処理施設
本発明による具体的な実施例について説明すると、本発明者は、第１〜第４槽より成り、各槽の容量が何れも７００m³（合計２８００m³）より成る屎尿処理曝気槽設備において上述したような本発明を実施した。即ち現状の屎尿処理曝気槽におけるバチルス菌の増殖数、胞子化数を対照とし、ミネラルとして長野県諏訪郡下諏訪町産出の黒曜石をミネラル剤として製造販売している芙蓉パーライト工業株式会社のフヨーミネラルのみを添加したものと、この芙蓉ミネラルに鉄化合物Ａが1.５％以上となるようにしたもの（ミネラル＋Ａ）を準備し、上述したような第１槽から第４槽よりなる屎尿処理曝気槽における第１槽の入口より順次に供給し、該屎尿処理曝気槽設備において各６０日間に亘る培養処理および胞子化処理を実施した結果を要約すると次の表１に示す如くであった。

即ち、前記したような表１においては各実験１〜４の何れにおいても「対照」よりも「ミネラル」を添加したものが少なくとも倍以上の増殖数または胞子化数を得しめていることは明かであるが、本発明により鉄化合物Ａを添加したものはその「ミネラル」より更に大きな増殖または胞子化を得しめるものであって、短時間内に明確な結果を得しめることは明かであり、有効且つ明確な結果を短時間内に提供し得ることが明かである。

（第２実施例） 食品工場廃水処理施設の廃水の場合
曝気槽容量１００m³１槽の食品廃水処理施設において、現状の廃水処理曝気槽のバチル
ス菌数を対照とし、ミネラルとして長野県下において広く販売されている粘土鉱物（ベントナイト）の粉末を添加したものと、該粘土鉱物（ベントナイト）の粉末に鉄化合物Ａの鉄分が1.５％以上になるようにしたもの、およびミネラル＋Ａを準備し、曝気槽の入口より供給し、該食品廃水処理曝気槽設備においてミネラルとミネラル＋Ａの順にそれぞれ６０日間に亘る培養処理、及び胞子化処理を実施した結果を要約すると次の表２の示す如くであった。

即ち上記したような表２においても「対照」よりもミネラルを添加したものは２倍以上の増殖数または胞子化数を得しめていることが明かで、本発明により鉄化合物Ａを添加したものはそれよりも更に大きな１００倍以上の増殖または胞子化を得しめていることが明かである。

（第３実施例） 養豚糞尿廃水処理施設廃水の場合
曝気槽容量が第１槽３５０m³、第２槽２３０m³、第３槽１２０m³、第４槽１２０m³の養
豚糞尿廃水処理施設において、現状の廃水処理曝気槽のバチルス菌数を対照とし、ミネラルとして長野県諏訪郡下諏訪町産出の黒曜石の粉末をミネラル剤として製造販売している芙蓉パーライト工業株式会社のフヨーミネラルのみを添加したものと、このフヨーミネラルに鉄化合物Ａの鉄分が1.５％以上になるようにしたもの、ミネラル＋Ａを準備し曝気槽の入口より供給し、該養豚糞尿廃水処理曝気槽設備においてミネラル、ミネラル＋Ａの順にそれぞれ６０日間に亘る培養処理、及び胞子化処理を実施し、最終処理槽である曝気槽第４槽の結果を要約すると次の表５に示す如くであった。

即ちこの養豚糞尿廃水処理施設の場合においても前記した表２の食品工場廃水の場合と同等ないしそれ以上の結果を得しめていることが明かである。

（第４実施例） 搾乳廃水処理施設の例
曝気槽容量が、第１槽１４m³、第２槽１４m³、第３槽１４m³、第４槽１４m³の搾乳廃水
処理施設において、現状の廃水処理曝気槽のバチルス菌数を対照とし、ミネラルとして長野県諏訪郡下諏訪町産出の黒曜石の粉末をミネラル剤として製造販売している芙蓉パーライト工業株式会社のフヨーミネラルのみを添加したものと、このフヨーミネラルに鉄化合物Ａの鉄分が1.５％以上になるようにしたもの、ミネラル＋Ａを準備し曝気槽の入口より供給し、該搾乳廃水処理曝気槽設備においてミネラル、ミネラル＋Ａの順にそれぞれ６０日間に亘る培養処理、及び胞子化処理を実施し、最終処理槽である曝気槽第４槽の結果を要約すると次の表８に示す如くであった。

つまり、この第４実施例の場合においても前述したような第１〜第３実施例の場合と同等の結果を得しめていることが明かである。

即ち、上記したような本発明によるならば、単にフヨーミネラルを添加した場合よりも、このフヨーミネラルに対し添加物Ａ（即ち鉄化合物）を添加したものは増殖数または胞子化数が何れも大幅に増加していることが確認され、本発明の作用効果を充分に確認することができ、特に胞子化数において大幅に増加していることが明かで、上記したような従来のバチルス菌などを用いた廃水処理その他の浄化技術における課題を有効且つ的確に改善し得るものであるから工業的にその効果の大きい発明である。

Claims (4)

1. ケイ酸質の鉱石及び粘土鉱物の粉末に鉄化合物を添加したことを特徴とする培養資剤。
2. 請求項１における鉄又は鉄化合物が、硫酸鉄、ポリ硫酸鉄、塩鉄又は硫酸鉄、塩鉄を混合して作られた資材を、ケイ酸質の鉱石及び粘土鉱物の粉末に添加して用いることを特徴とした培養資剤。
3. 請求項１または請求項２に記載した培養資剤にバチルス菌を混合し、廃水処理の運転管理、菌体管理をなすことを特徴とした培養資剤。
4. 請求項１または２若しくは３の何れかに記載の培養資剤を用い、バチルス属細菌による廃水処理に関与する有用バチルス属細菌の高濃度増殖、高濃度胞子化を促進することを特徴とする廃水処理方法。