JP2019216642A - 培養方法および廃水の処理方法 - Google Patents

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朋樹 川岸
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永二 中島
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Abstract

【課題】廃水から効率良く窒素を除去できる培養物が得られる好気的直接窒素ガス化細菌の培養方法、および廃水から効率良く窒素を除去できる廃水の処理方法を提供する。【解決手段】好気的直接窒素ガス化細菌を30℃にて72時間培養したときの比増殖速度が0.080(1/hr)以上となる培養液を用いて好気的直接窒素ガス化細菌を培養する、培養方法。この培養方法により好気的直接窒素ガス化細菌を培養し、得られた培養物を用いて、有機態窒素およびアンモニア態窒素の少なくとも一方を含む廃水を処理する、廃水の処理方法。【選択図】なし

Description

本発明は、好気的直接窒素ガス化細菌の培養方法、およびその培養物を用いた廃水の処理方法に関する。
アンモニア態窒素を含有する廃水を生物学的廃水処理(活性汚泥処理)する方法としては、一般的に消化液循環方式や内生脱窒方式が知られている。
消化液循環方式では、まず、廃水中のアンモニア態窒素を硝化細菌によって好気的条件下で亜硝酸態窒素または硝酸態窒素に変換する。その後、脱窒細菌によって有機物を還元力として無酸素条件下で亜硝酸態窒素または硝酸態窒素を窒素ガスに還元する。硝化細菌は、アンモニア態窒素を亜硝酸に酸化するアンモニア酸化細菌と、亜硝酸態窒素を硝酸態窒素に酸化する亜硝酸酸化細菌との総称である。脱窒細菌は、無酸素条件下において亜硝酸態窒素または硝酸態窒素を電子受容体とし、有機物を電子供与体として利用することによって、亜硝酸態窒素または硝酸態窒素を窒素ガスにまで還元する微生物である。
近年、畜産廃水、食品廃水等の高濃度のアンモニア態窒素を含有する廃水を処理する方法として、アンモニア態窒素を好気的に窒素ガスに変えて脱窒することが可能なアルカリゲネス・フェカリスを用いた処理方法が提案されている。
特許文献1〜3には、アルカリゲネス・フェカリスとしてNo.4株を用いて、アンモニア態窒素を窒素ガスに変換する方法が開示されている。
特許文献4には、アルカリゲネス・フェカリスとしてCNCM I−3448株を用いて、アンモニア態窒素を窒素ガスに変換する方法が開示されている。
アルカリゲネス・フェカリスNo.4株、CNCM I−3448株等の好気的直接窒素ガス化細菌は、従属栄養細菌でありながら、好気的にアンモニア態窒素を窒素ガスにまで直接にガス化できる。また、従来の硝化細菌と比較して、アンモニア態窒素除去速度が速く、増殖速度も速い利点がある。さらに、活性汚泥処理するにあたって、消化液循環方式では処理槽として好気槽(硝化槽)と無酸素槽(脱窒槽)の2槽が必要であるのに対し、好気的直接窒素ガス化細菌を用いた処理では好気処理のみで窒素除去が可能であるため、1槽で処理できる利点がある。
前記した特許文献1には、アルカリゲネス・フェカリスNo.4株は、有機培地および無機培地のいずれにおいても増殖可能であることが開示され、実際の培養には、リン酸カリウム、クエン酸三ナトリウム、硫酸マグネシウム等を含む無機培地が使用されている。
特開2002−199875号公報 特開2008−104361号公報 特開2014−50767号公報 特表2009−534046号公報
本発明は、廃水から効率良く窒素を除去できる培養物が得られる好気的直接窒素ガス化細菌の培養方法、および廃水から効率良く窒素を除去できる廃水の処理方法を提供することを目的とする。
本発明は以下の様態を有する。
〔1〕好気的直接窒素ガス化細菌を30℃にて72時間培養したときの比増殖速度が0.080(1/hr)以上となる培養液を用いて好気的直接窒素ガス化細菌を培養する、培養方法。
〔2〕前記培養液が、炭素数4以下の有機酸および炭素数2以上のアルコールからなる群から選ばれる少なくとも一種の炭素源を含む前記〔1〕の培養方法。
〔3〕前記炭素源が、酢酸、酪酸、乳酸、コハク酸およびエタノールからなる群から選ばれる少なくとも一種である前記〔2〕の培養方法。
〔4〕前記好気的直接窒素ガス化細菌が、アルカリゲネス・フェカリスNo.4株である前記〔1〕〜〔3〕のいずれかの培養方法。
〔5〕前記〔1〕〜〔4〕のいずれかの培養方法により好気的直接窒素ガス化細菌を培養し、得られた培養物を用いて、有機態窒素およびアンモニア態窒素の少なくとも一方を含む廃水を処理する、廃水の処理方法。
〔6〕前記培養物を用いて前記廃水を処理する前または処理中に、前記廃水に炭素数4以下の有機酸および炭素数2以上のアルコールからなる群から選ばれる少なくとも一種の炭素源を添加する前記〔5〕の廃水の処理方法。
〔7〕前記炭素源が、酢酸、酪酸、乳酸、コハク酸およびエタノールからなる群から選ばれる少なくとも一種である前記〔6〕の廃水の処理方法。
本発明の培養方法によれば、廃水から効率良く窒素を除去できる培養物が得られる。
本発明の排水の処理方法によれば、廃水から効率良く窒素を除去できる。
本発明において、「好気的直接窒素ガス化細菌」とは、好気条件下で従属栄養的にアンモニア態窒素を窒素ガス化する微生物である。また、有機態窒素をアンモニア態窒素に変換(酸化)する微生物でもある。
「有機態窒素」とは、有機成分に含まれる窒素のことであり、タンパク質、アミノ酸、尿素、核酸等のほか、製薬、繊維、食品、化学、肥料工業などの工場排水に含まれる有機化合物中の窒素である。
「窒素ガス化」とは、アンモニア態窒素がN分子となって、廃水中から気体として除去されることを意味する。
「hr」は時間(hour)である。
(培養方法)
本発明の培養方法は、好気的直接窒素ガス化細菌を培養する方法である。
尚、本発明の培養方法は、好気的直接窒素ガス化細菌を含む培養液の製造方法でもある。
<好気的直接窒素ガス化細菌>
好気的直接窒素ガス化細菌としては、好気的直接窒素ガス化活性を有するものであればよい。例えばアルカリゲネス・フェカリスNo.4株(Alcaligenes faecalis No.4)(FERM P−21814)、アルカリゲネス・フェカリスCNCM I−3448株、アルカリゲネス・フェカリスOKK17株(Alcaligenes faecalis OKK17)等のアルカリゲネス属細菌;バチルス・メチロトロフィカス・ストレインL7(Bacillus methylotrophicus strain L7)等のバチルス属細菌等が挙げられる。また、上述した以外にも、好気的直接窒素ガス化細菌として、ロードコックスsp.CPZ24.(Rhodococcus sp.CPZ24.)、アグロバクテリウムsp.LAD9(Agrobacterium sp.LAD9)、シュードモナス・ステュツェリYZN−001(Pseudomonas stutzeri YZN−001)、プロビデンシア・レッツゲリYL(Providencia rettgeri YL)等を用いることができる。これらの好気的直接窒素ガス化細菌はいずれか1種を単独で用いてもよく2種以上を併用してもよい。
好気的直接窒素ガス化細菌としては、培養効率、増殖速度、脱窒効率の点で、アルカリゲネス・フェカリスNo.4株が好ましい。
<培養液>
本発明の培養方法では、好気的直接窒素ガス化細菌を30℃にて72時間培養したときの比増殖速度(以下、「比増殖速度(72hr)」とも記す。)が0.080(1/hr)以上となる培養液を用いて好気的直接窒素ガス化細菌を培養する。
比増殖速度(μ)とは、単位時間当たりの微生物の増加量であり、以下の式1で示される。
μ={ln(X2/X1)}/(t2−t1)・・・(式1)
ここで、t1およびt2はそれぞれ時間(hr)を示す(ただし、t1<t2)。X1は時間t1における微生物量を示す。X2は時間t2における微生物量を示す。
X1およびX2は、濁度法により求められる。具体的には、以下の手順で求められる。
培養液に好気的直接窒素ガス化細菌を接種し、振盪しながら30℃にて72時間の培養を行うとともに、前記培養液の波長600nmの光学密度(OD600)を測定する。好気的直接窒素ガス化細菌を接種した時点(初期)のOD600をX1とし、培養後のOD600をX2とする。t2−t1=72である。
比増殖速度(72hr)が0.080(1/hr)以上となる培養液を用いることにより、廃水から効率良く窒素を除去できる培養物が得られる。
比増殖速度(72hr)は、0.085(1/hr)以上が好ましい。
比増殖速度(72hr)は高いほど好ましく、その上限は特に限定されないが、例えば0.089(1/hr)である。
比増殖速度(72hr)が0.080(1/hr)以上となる培養液としては、例えば、炭素数4以下の有機酸および炭素数2以上のアルコールからなる群から選ばれる少なくとも一種の炭素源(以下、「炭素源A」とも記す。)を含む培養液が挙げられる。培養液が炭素源Aを含んでいれば、比増殖速度(72hr)を0.080(1/hr)以上としやすい。
炭素数4以下の有機酸としては、酢酸、酪酸、乳酸、コハク酸、ピルビン酸、プロピオン酸等が挙げられる。有機酸は塩であってもよい。塩としては、ナトリウム塩、カリウム塩、リチウム塩、カルシウム塩等が挙げられる。炭素数2以上のアルコールとしては、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、1,4−ブタンジオール、グリセロール等が挙げられる。これらの炭素源はいずれか一種を単独で用いてもよく二種以上を組み合わせて用いてもよい。
脱窒活性の観点から、炭素数4以下の有機酸および炭素数2以上のアルコールから選ばれる少なくとも一種の炭素源を含む培養液が好ましく、炭素数4以下の有機酸から選ばれる炭素源を含む培養液がより好ましい。
また、脱窒活性の観点から、炭素数2以上のアルコールの炭素源を含む培養液が好ましく、炭素数3以上のアルコールの炭素源を含む培養液がより好ましい。
炭素源Aとしては、比増殖速度の点で、酢酸、酪酸、乳酸、コハク酸およびエタノールからなる群から選ばれる少なくとも一種が好ましく、酪酸およびエタノールからなる群から選ばれる少なくとも一種がより好ましい。
培養液は、本発明の効果を損なわない範囲で、炭素源A以外の他の炭素源を含んでいてもよい。他の炭素源としては、クエン酸、メタノール、吉草酸、フタル酸、グルコース、フルクトース、トレハロース、スクロース等が挙げられる。
すべての炭素源のうち、炭素源Aの割合は、比増殖速度(72hr)を0.080(1/hr)以上とする点から、0.1質量%以上が好ましく、1質量%以上がより好ましく、5質量%以上がさらに好ましく、100質量%であってもよい。
比増殖速度(72hr)を0.080(1/hr)以上とする点から、培養液中のメタノールの含有量は少ないほど好ましく、培養液がメタノールを含まないことが特に好ましい。
好気的直接窒素ガス化細菌を効率的に培養する点から、培養液中の炭素源濃度は、0.01g/L以上が好ましく、0.1g/L以上がより好ましい。
一方、培養液中の酸素の溶解効率を良好にする点から、培養液中の炭素源濃度は、15g/L以下が好ましく、12g/L以下がより好ましい。炭素源濃度が高すぎると、培養液の粘度が高くなって酸素の溶解効率が低下する等の問題がある。
したがって、培養液中の炭素源濃度は、0.01〜15g/Lが好ましく、0.1〜12g/Lがより好ましい。
培養液は、炭素源のほかに、窒素源、天然由来栄養源、無機塩、キレート剤等を含んでいてもよい。
窒素源としては、例えばアンモニア、硫酸アンモニウム、塩化アンモニウム、硝酸アンモニウム等が挙げられる。培養液中の窒素源濃度は、例えば0.1〜10g/Lである。
天然由来栄養源としては、例えば酵母エキス、肉エキス、麦芽エキス、ペプトン、味液等が挙げられる。培養液中の天然由来栄養源濃度は、例えば0.1〜10g/Lである。
無機塩としては、例えばリン酸塩、マグネシウム塩、カリウム塩、ナトリウム塩、鉄塩、コバルト塩、銅塩、その他微量金属塩等が挙げられる。培養液中の無機塩濃度は、例えば0.01〜1.0g/Lである。
キレート剤としては、例えばエチレンジアミン四酢酸(EDTA)・2ナトリウム等が挙げられる。
培養液のpHは、4〜10が好ましく、6〜9がより好ましい。pHは25℃における値である。
<培養方法>
前記した培養液を用いて好気的直接窒素ガス化細菌を培養するには、例えば、培養器に前記した培養液および好気的直接窒素ガス化細菌を入れ、振盪すればよい。
培養器としては、0.5〜1L容量の坂口フラスコ、三角フラスコ、5〜100000Lのファーメンター等が好適に用いられる。
培養液の炭素源、窒素源、天然由来栄養源、無機塩等はそれぞれ、培養開始時に全量が培養液に含まれていてもよく、培養開始時に一部が培養液に含まれており、培養開始後に残部が連続的に培養液に添加されてもよく、培養開始後に全量が連続的に培養液に添加されてもよい。
培養中の培養液の温度は、20〜50℃の範囲とすることができ、好ましくは25〜40℃である。
培養中、培養液の溶存酸素濃度は、1mg/L以上とすることが好ましく、2mg/L以上とすることがより好ましい。培養液の溶存酸素濃度を1mg/L以上に保持することにより、好気的直接窒素ガス化細菌を効率的に培養することができる。
一方、溶存酸素濃度を高く保持しようとすると、多量の曝気を行ったり、激しく撹拌したりする必要があり、エネルギー効率が悪くなる。エネルギー効率の点から、培養液の溶存酸素濃度は、8mg/L以下とすることが好ましく、6mg/L以下とすることがより好ましい。
したがって、培養液の溶存酸素濃度は、1〜8mg/Lとすることが好ましく、2〜6mg/Lとすることがより好ましい。
培養時間は、12〜72時間が好ましく、24〜48時間がより好ましい。培養時間が12時間以上であれば、得られる培養物を用いて廃水を処理したときに、廃水からの窒素の除去効率がより優れる。
前記した培養液を用いて好気的直接窒素ガス化細菌を培養(本培養)する前に、他の培養液を用いて好気的直接窒素ガス化細菌を培養(前培養)してもよい。
他の培養液としては、公知の培養液を使用できる。例えば、前記した特許文献1に記載されるような、ペプトン、酵母エキス等を含む有機培地を使用できる。
前培養中の培養液の温度は、前記と同様であってよい。
以上説明した本発明の培養方法にあっては、好気的直接窒素ガス化細菌を培養する培養液として、比増殖速度(72hr)が0.080(1/hr)以上となる培養液を用いるため、廃水から効率良く窒素を除去できる培養物が得られる。
比増殖速度(72hr)には、培養液に含まれる炭素源等が影響する。比増殖速度(72hr)が0.080(1/hr)以上である場合とそうでない場合とでは、培養時に好気的直接窒素ガス化細菌に取り込まれる炭素源等が異なるため、培養物に含まれる好気的直接窒素ガス化細菌の代謝系が異なると考えられる。比増殖速度(72hr)が0.080(1/hr)以上である場合、培養物に含まれる好気的直接窒素ガス化細菌は、より脱窒性能に優れたものであると考えられる。
また、本発明の培養方法にあっては、好気的直接窒素ガス化細菌の増殖速度が速いため、短時間で高収量を達成できる。特に、培養液が炭素源Aを含むものである場合には、ペプトン、酵母エキス等を含んだ天然培地よりも安価であるため、安価に短時間で高収量を達成でき、工業的に有用である。
(廃水の処理方法)
本発明の廃水の処理方法は、前記した本発明の培養方法により好気的直接窒素ガス化細菌を培養し、得られた培養物を用いて、有機態窒素およびアンモニア態窒素の少なくとも一方を含む廃水を処理する方法である。
廃水は、工場、事業所等から排出される被処理水であり、有機態窒素およびアンモニア態窒素の少なくとも一方を含む。
有機態窒素は、微生物の作用により、アンモニア態窒素に変換される。
有機態窒素を多く含む廃水として、食品廃水、畜産廃水などが挙げられる。
好気的直接窒素ガス化細菌を培養した後の培養液は、好気的直接窒素ガス化細菌、および培養液に由来する炭素源等を含む。この培養液をそのまま培養物として用いることができる。
また、前記培養液を濃縮した濃縮物を培養物として用いることができる。濃縮方法としては、好気的直接窒素ガス化細菌の生存が維持される方法であればよく、遠心分離または膜ろ過が好適である。
また、前記培養液または濃縮物を乾燥した乾燥物を培養物として用いることができる。乾燥方法としては、好気的直接窒素ガス化細菌の生存が維持される方法であればよく、凍結乾燥が好適である。
また、前記培養液、濃縮物または乾燥物に、好気的直接窒素ガス化細菌の生存が維持される状態で、濃縮および乾燥以外の処置を施した処理物を培養物として用いることができる。処置物としては、例えば、前記培養液、濃縮物または乾燥物を担体により固定化した固定化物が挙げられる。固定化物の形態としては、好気的直接窒素ガス化細菌の生存が維持される形態であればよく、例えば、培養液や濃縮物をアルギン酸またはアクリルアミドで包括した固定化物、培養液や濃縮物を米糠または籾殻等に吸着させた固定化物等が挙げられる。
培養物は、一種を単独で使用してもよいし、二種以上を組み合わせて使用してもよい。二種以上の培養物を組み合わせて使用する場合、各培養物は単独で使用してもよく、混合した状態で使用してもよい。培養液を緩衝液等で洗浄しながら遠心分離機または膜で濃縮した後に、処理槽に添加するか、或いは、濃縮した微生物を凍結乾燥後に処理槽に添加することもできる。
培養物は、単独で廃水の処理に使用してもよいし、添加剤と混合した状態で使用してもよい。添加剤としては、例えば、無機凝集剤、高分子凝集剤等が挙げられる。
培養物により廃水を処理するには、例えば、処理槽に廃水を収容し、培養物を添加し、処理槽内を好気的条件に維持すればよい。
培養物の添加量は、例えば、廃水1L当たりの好気的直接窒素ガス化細菌の生菌数として、10〜10個程度である。
処理中の廃水の温度は、20〜50℃の範囲とすることができ、好ましくは25〜40℃である。
処理中、廃水の溶存酸素濃度は、1mg/L以上とすることが好ましく、2mg/L以上とすることがより好ましい。廃水の溶存酸素濃度を1mg/L以上に保持することにより、効率的に廃水から窒素を除去することができる。
一方、溶存酸素濃度を高く保持しようとすると、多量の曝気を行ったり、激しく撹拌したりする必要があり、エネルギー効率が悪くなる。エネルギー効率の点から、廃水の溶存酸素濃度は、8mg/L以下とすることが好ましく、6mg/L以下とすることがより好ましい。
したがって、廃水の溶存酸素濃度は、1〜8mg/Lとすることが好ましく、2〜6mg/Lとすることがより好ましい。
処理中、廃水のpHは、6〜11とすることが好ましく、8〜10とすることがより好ましい。
廃水を処理する前または処理中に、廃水に炭素源Aを添加することが好ましい。これにより、単位時間当たりの窒素処理率が向上する。
炭素源Aは、全量が一括して添加されてもよく、連続的に添加されてもよい。
炭素源Aは、廃水中の全有機炭素量(TOC)と総窒素量(TN)の比(TOC/TN)が1〜15となるように添加するのが好ましく、5〜10となるように添加するのがより好ましい。TOCとは、水中の酸化されうる有機物の全量を炭素の量で示したものである。TOCは、JIS K0102「22.有機体炭素(TOC)」に従い、燃焼式全有機炭素分析装置(例えば株式会社三菱化学アナリテック製、型番「TOC−300V」)により測定される。TNは、後述する実施例に記載の方法により測定される。
廃水を処理する前または処理中に、炭素源A以外の炭素源、窒素源、天然由来栄養源、無機塩等を廃水に添加してもよい。
以上説明した本発明の廃水の処理方法にあっては、本発明の培養方法により得られた培養物を用いるため、これまで知られていた培養方法により得られた培養物を用いる場合に比べて、廃水から効率良く窒素を除去できる。
以下、本発明を実施例により更に詳しく説明する。ただし、本発明はこれらの実施例に限定して解釈されるものではない。
MLSSは、活性汚泥浮遊物質(Mixed Liquor Suspended Solid)濃度を示す。
<実施例1>
「1.前培養」
表1に示す成分濃度の培養液1を調製した。培養液1のpHは7.0とした。
なお、培養液1の比増殖速度(72hr)は0.078(1/hr)であった。
Figure 2019216642
培養液1の10mLを24mm×200mm試験管に分注し、シリコン栓をして、121℃、20分間オートクレーブで滅菌した。
次いで、試験管内の培養液1に、寒天プレートを用いて培養したアルカリゲネス・フェカリスNo.4株のコロニーを接種した。そして、30℃にて2日間振盪しながら前培養を行った。
「2.本培養」
表2に示す成分濃度の培養液2を調製した。培養液2のpHは7.0とした。
表2中の微量元素成分の成分濃度を表3に示す。
Figure 2019216642
Figure 2019216642
そして、500mL三角フラスコに培養液2の150mLを分注し、綿栓をして、121℃、20分間オートクレーブで滅菌した後、前培養にて得られたアルカリゲネス・フェカリスNo.4株の培養液0.5mLを接種し、30℃にて3日間(72時間)振盪しながら本培養を行った。本培養中の溶存酸素濃度は2mg/Lとした。
「3.生育量の測定」
本培養の開始から24時間置きに培養液を無菌的にサンプリングし、微生物濃度に応じて1〜10倍に希釈した希釈液を、吸光度計(島津サイエンス株式会社製、UV−120−02)にて波長600nmの光学密度を測定し、測定値に希釈倍率を掛けて希釈前の光学密度を求めた。求めた光学密度から、前記式1により比増殖速度(72hr)を求めた。その結果、比増殖速度(72hr)は0.083(1/hr)であった。
「4.脱窒活性の測定」
表4に示す成分濃度の培養液3を調製した。培養液3のpHは7.0とした。
表4中の微量元素成分は、表3に示したものを同じである。
Figure 2019216642
500mL三角フラスコに、モデル廃水として培養液3の150mLを分注し、本培養後の培養液0.5mLを接種し、25℃にて振盪しながら脱窒処理を行った。
72時間振盪した後に、三角フラスコ内の液(処理液)をサンプリングし、総窒素量(TN)およびアンモニア態窒素量(NH3−N)を求めた。結果を表6に示した。
TNは、試料を適宜希釈し、全有機炭素分析装置(株式会社三菱化学アナリテック製、「TOC−300V」)の後段に接続した、窒素検出器(株式会社三菱化学アナリテック製、「ND−210型」)を用いて紫外線吸光光度法により測定した。
NH3−Nは、試料を適宜希釈し、HACH社の多項目水質分析計DR/2700を用いて(測定項目は「アンモニア性窒素」)、ネスラー法により測定した。
TNおよびNH3−Nが小さいほど、脱窒活性に優れる。
<実施例2>
培養液2の炭素源を、酢酸ナトリウムから酪酸ナトリウムに変更したこと以外は、実施例1と同様にして前培養、本培養、生育量の測定、脱窒活性の測定を行った。結果を表5と表6に示した。
<実施例3>
培養液2の炭素源を、酢酸ナトリウムから乳酸ナトリウムに変更したこと以外は、実施例1と同様にして前培養、本培養、生育量の測定、脱窒活性の測定を行った。結果を表5と表6に示した。
<実施例4>
培養液2の炭素源を、酢酸ナトリウムからコハク酸二ナトリウムに変更したこと以外は、実施例1と同様にして前培養、本培養、生育量の測定、脱窒活性の測定を行った。結果を表5と表6に示した。
<実施例5>
培養液2の炭素源を、酢酸ナトリウムからエタノールに変更したこと以外は、実施例1と同様にして前培養、本培養、生育量の測定、脱窒活性の測定を行った。結果を表5と表6に示した。
<実施例6>
培養液2の炭素源を、酢酸ナトリウムからプロパノールに変更したこと以外は、実施例1と同様にして前培養、本培養、生育量の測定、脱窒活性の測定を行った。結果を表5と表6に示した。
<比較例1>
培養液2の炭素源を、酢酸ナトリウムからクエン酸三ナトリウム・二水和物に変更したこと以外は、実施例1と同様にして前培養、本培養、生育量の測定、脱窒活性の測定を行った。結果を表5と表6に示した。
<比較例2>
培養液2の炭素源を、酢酸ナトリウムからメタノールに変更したこと、および培養時間を5日間(120時間)にしたこと以外は、実施例1と同様にして前培養、本培養、生育量の測定を行った。結果を表5に示した。なお、比較例2については、5日経過しても光学密度の増加(微生物の生育)が見られなかったため、脱窒活性の測定は行わなかった。
<参考例A>
培養液2の代わりに、生活排水処理施設から採取した余剰汚泥(MLSS:約10000mg/L)の0.5mLを用いたこと以外は、実施例1と同様にして脱窒活性の測定を行った。結果を表6に示した。
Figure 2019216642
Figure 2019216642
<実施例7>
実施例1と同様にして、アルカリゲネス・フェカリスNo.4株の前培養、本培養を行った。
500mL三角フラスコに、養豚排水150mLを分注し、本培養後の培養液0.5mLを接種し、25℃にて振盪しながら脱窒処理を行った。反応開始時のTOC/TNは2.8であった。
48時間振盪した後に、三角フラスコ内の液(処理液)をサンプリングし、総窒素量(TN)およびアンモニア態窒素量(NH3−N)を求めた。結果を表7に示した。
<実施例8>
処理前の養豚排水に、酢酸ナトリウムを5.6g/Lとなるように添加したこと以外は、実施例7と同様にして前培養、本培養、脱窒処理、脱窒活性の測定を行った。反応開始時のTOC/TNは6.0であった。
結果を表7に示した。
<比較例2>
培養液2の炭素源を、酢酸ナトリウムからクエン酸三ナトリウム・二水和物に変更したこと以外は、実施例7と同様にして前培養、本培養、脱窒処理、脱窒活性の測定を行った。結果を表7に示した。
<比較例3>
処理前の養豚排水に添加した炭素源を、酢酸ナトリウムからクエン酸三ナトリウム・二水和物に変更したこと以外は、比較例2と同様にして脱窒処理、脱窒活性の測定を行った。結果を表7に示した。
Figure 2019216642
以上の結果より、本発明の培養方法により、短時間で効率的に、優れた脱窒活性を有する培養物を得ることができることが明らかである。

Claims (7)

  1. 好気的直接窒素ガス化細菌を30℃にて72時間培養したときの比増殖速度が0.080(1/hr)以上となる培養液を用いて好気的直接窒素ガス化細菌を培養する、培養方法。
  2. 前記培養液が、炭素数4以下の有機酸および炭素数2以上のアルコールからなる群から選ばれる少なくとも一種の炭素源を含む請求項1に記載の培養方法。
  3. 前記炭素源が、酢酸、酪酸、乳酸、コハク酸およびエタノールからなる群から選ばれる少なくとも一種である請求項2に記載の培養方法。
  4. 前記好気的直接窒素ガス化細菌が、アルカリゲネス・フェカリスNo.4株である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の培養方法。
  5. 請求項1〜4のいずれか一項に記載の培養方法により好気的直接窒素ガス化細菌を培養し、得られた培養物を用いて、有機態窒素およびアンモニア態窒素の少なくとも一方を含む廃水を処理する、廃水の処理方法。
  6. 前記培養物を用いて前記廃水を処理する前または処理中に、前記廃水に炭素数4以下の有機酸および炭素数2以上のアルコールからなる群から選ばれる少なくとも一種の炭素源を添加する請求項5に記載の廃水の処理方法。
  7. 前記炭素源が、酢酸、酪酸、乳酸、コハク酸およびエタノールからなる群から選ばれる少なくとも一種である請求項6に記載の廃水の処理方法。
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