JPH06277692A

JPH06277692A - 着色液の脱色方法

Info

Publication number: JPH06277692A
Application number: JP7182893A
Authority: JP
Inventors: Ryuichiro Kurane; 隆一郎倉根; Nobuo Tomizawa; 信夫冨沢; Naoto Ogawa; 直人小川; Takao Yamamoto; 崇雄山本
Original assignee: SOKO SEIREN KK; Agency of Industrial Science and Technology
Current assignee: SOKO SEIREN KK; National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date: 1993-03-30
Filing date: 1993-03-30
Publication date: 1994-10-04
Anticipated expiration: 2021-12-20
Also published as: JP3861129B2

Abstract

(57)【要約】【構成】シュードモナス属に属しかつ凝集能を持つ物
質の産生能を有する微生物を培養して得られる培養液又
はその処理物を着色液に添加し処理して着色液を脱色さ
せることを特徴とする着色液の脱色方法。【効果】シュードモナス属に属する微生物が生産する
凝集能物質は、染色排水の脱色に代表されるように優れ
た脱色能を示す。そして、シュードモナス属が生産する
凝集能物質は生分解性に優れ、二次公害のない安全な特
徴に加えて凝集剤としての著しい効果を発揮するもので
ある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、シュードモナス属に属
しかつ凝集能を持つ物質の産生能を有する微生物を培養
して得られる培養液又はその処理物を使用した染色排水
の脱色方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、着色液、特に繊維染色工業から排
出される染色排水による環境汚染が問題となっている。
その中でも、可溶性物質であり染色の際に高濃度で使用
される染料は最も脱色処理が困難であるとされている。
従来、濁水処理剤・排水処理剤として無機系凝集剤 (鉄
・アルミニウム等の金属塩が主成分) や高分子凝集剤
(ポリアクリルアミド等の合成高分子凝集剤を主成分と
する) が使用されてきた。これらの凝集剤は凝集能力が
高いために多く用いられてきたが、アルミニウム等の金
属または、アクリルアミド等の合成高分子化合物よりな
っているため、神経毒さらに発ガン性などの生物毒性及
び環境汚染などの面から問題が指摘されている。

【０００３】また、これらの問題を改良した凝集剤とし
て生物由来の高分子凝集剤 (ポリアルギン酸、寒天等)
が使用されることもあるが、コストが高いことから利用
用途が限られている。さらに最近では、カニ、エビの殻
から抽出されるキトサンが生分解性が良く、環境汚染の
恐れがない凝集剤として注目されているが、キトサンを
溶かす際のpHの問題 (塩酸等の酸を使用) 、さらには製
造過程のアルカリ処理、分離精製、粉末化といった処理
が必要なため、コスト的に高いという問題点がある。

【０００４】一方、以前からある種の微生物が分泌する
物質が各種の懸濁物などに対して凝集活性を示すことが
知られていたが、そのような微生物凝集剤の一つとして
ロードコッカス・エリスロボレス S-1株 (FERM P-3530)
が分泌する凝集活性成分が発見されている。これに関
する特許としては、特公昭56‐396335 (微生物凝集剤NO
C-1 の製造方法) がある。この微生物の分泌する凝集活
性成分は無機物 (カオリン、活性炭、石炭灰等) 、有機
汚濁排水 (ヘドロ、豚尿、甘草排水等) などの物質また
は排水に対して効果があることが知られている。しか
し、染色排水中に含まれている可溶性染料を凝集・脱色
させるに十分な能力を有してはいなかった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
点を解消するために、土壌から凝集能を持つ物質を産生
する微生物のスクリーニングを行い、微生物菌体外に特
に可溶性染料を凝集可能とする物質を効率良く生産する
菌株を得ること、それら菌株の培養液またはその処理物
を用いて染色工程において排出される分散、直接、酸
性、反応染料を含む染色排水を脱色させ、無色・透明な
処理水を得る、染色排水の脱色方法を提供することにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、シュードモナ
ス属に属しかつ凝集能を持つ物質（以下、凝集能物質と
いう）の産生能を有する微生物を培養して得られる培養
液又はその処理物を着色液に添加し、着色物質を凝集さ
せて除くことにより着色液を脱色させることを特徴とす
る着色液の脱色方法である。

【０００７】さらに、本発明は、シュードモナス属に属
しかつ凝集能物質の産生能を有する微生物を培養して得
られる培養液又はその処理物と塩化カルシウム又は塩化
マグネシウムとを着色液に添加し、着色物質を凝集させ
て除くことにより着色液を脱色することを特徴とする着
色液の脱色方法である。上記着色液としては染色排水等
があげられ、そしてこの染色排水としては染色工程で発
するものであり、染色排水中の分散、直接、酸性、反応
染料及び染色助剤から成る染料の濃度が0.01〜50g/L の
範囲のものが挙げられる。上記処理物としては、培養液
から単離した凝集能物質、培養菌体、その破砕物などを
意味する。

【０００８】以下、本発明を詳細に説明する。 (１) 使用する菌株本菌株 KY-１株は、つくば市の工業技術院微生物工業技
術研究所の敷地内の土壌からスクリーニングした結果得
られたものである。この菌株 KY-１株の菌学的性質は表
１に示す通りである。この表１の菌学的性質について、
バージーズ・マニュアル・システマティック・バクテリ
オロジー第１巻 (Bergery's manual of Systematic Bac
teriology Volume 1), (1984年) 175頁の記載に基づき
本菌の分類学上の位置を検討した結果、本菌はシュード
モナス・セパシア (Pseudomonas cepacia)と同定され
た。

【０００９】

【００１０】この菌株は、シュードモナス・セパシア K
Y-１株 (Pseudomonas cepacia KY-1) として、生命工学
工業技術研究所に寄託されている。そして、その寄託番
号はFERM P-13539である。このシュードモナス・セパシ
ア KY-１株は、本発明で使用される代表的な菌株である
が、本発明においては、その他シュードモナス属に属し
かつ凝集能物質の産生能を有する菌株であればいかなる
菌株でも使用することができる。

【００１１】 (２) 微生物を培養するための培地組成及び培養条件微生物を培養するために用いられる培地は、その微生物
の栄養源として炭素源、窒素源、無機塩類、ビタミン、
ホルモン等の微量有機化合物等を含むものからなる。こ
れらのうち、炭素源としてはグルコース、果糖、ショ
糖、窒素源としては酵素エキス、ペプトン、麦芽エキス
等、無機窒素源として尿素、硫安等が挙げられる。

【００１２】特に、本発明のシュードモナス・セパシア
に効率よく凝集能物質を生産せしめるための培地の培地
組成としては、表２に示すものが挙げられる。すなわ
ち、この表２に示すとおり炭素源としては、グルコース
・果糖、窒素源としては酵母エキス、ペプトン、麦芽エ
キス、無機窒素源として尿素・硫安をそれぞれ使用す
る。

【００１３】

【００１４】(*) ：グルコース、果糖の両方とも培養
に適しており、いずれを添加しても良い。 (**) ：３成分のうち少なくとも１成分を添加。 (***) ：酵母エキス・ペプトンを添加した場合に凝集能
物質の生産性が最も高くなる。 (****)：尿素・硫安の両方とも培養に適しており、いず
れを添加しても良い。

【００１５】また、このように培養時の炭素源を単糖類
または二糖類の範囲に設定することにより効率良く培養
生産することができるばかりでなく、分離精製・粉末化
といった処理も必要としない利点がある。本発明の微生
物の培養は液体培養で実施する。この培養は、初期pHが
５〜９、温度25〜35℃の範囲で行われ、通常は通気攪拌
培養で行われる。また、培養は炭素源の種類にもよる
が、培養１日から10日間の間で行われ、この間で最大生
産時期が設定される。

【００１６】上記のような培地にて培養を行うことによ
り凝集活性を有する凝集能物質を得ることができる。培
養液から凝集能物質の単離方法としては、培養液に５倍
量のエタノールを加え、得られた沈澱物を濾紙にて集
め、その後エタノールにて３回洗浄後、真空乾燥等によ
り水分を除去して培養処理物として回収できる。しかし
ながら、本発明ではこのように分離精製した培養処理物
を使用する場合と培養液そのものをそのまま使用する場
合とでは、可溶性染料排水の脱色にはほとんど影響せ
ず、いづれでも同等の効果を有する脱色が可能である。

【００１７】(３) 着色液の脱色方法本発明における脱色方法は可溶性着色物質を含む一般的
な着色液に適用できるものである。これら着色液のう
ち、特に問題となっている可溶性着色液について以下に
述べる。すなわち、本発明の方法を適用し得る排水の一
つに染色排水がある。この染色排水中に含まれる染料
は、通常の方法で除去の困難な例えば分散、直接、酸性
染料及び反応染料が含まれているが、本発明の脱色方法
ではこれらを脱色することができる。本発明による排水
処理方法は染料を0.01〜50g/L 含む排水を処理するにあ
たり、表２に記載の培地にてシュードモナス属に属する
微生物を培養することにより得られる凝集能物質を染色
排水に添加する工程を含むことにより行われる。

【００１８】本発明の脱色方法は、染色排水に含まれる
染料の量が好ましくは0.01〜50g/Lのものに適用でき
る。染料の量が0.01g/L 未満であると染料濃度が低いた
め脱色の必要性がほとんど無くなり、また染料の量が50
g/L を超えると染料濃度が高すぎるため脱色は出来るも
のの十分ではない。この染色排水に添加すべき前記凝集
能物質の添加量は0.５〜20g/L である。添加量が0.5g/L
未満であると脱色・凝集能が不十分となり、また20g/L
を超えると過剰添加となり、脱色・凝集能は十分である
が処理コスト・スラッジ量の増加等の問題が生じ排水の
処理が困難となる。

【００１９】本発明においては、前記凝集能物質と塩化
カルシウム又は塩化マグネシウムとを組み合わせて染色
排水に添加するとさらに効果的である。また、これらが
いかなる機構で相乗作用が生じるのかが必ずしも明確に
解明されているわけではないが、多くの実験に基づいて
その効果が確認されたものである。染色排水に前記凝集
能物質と塩化カルシウム又は塩化マグネシウムを添加す
る際には、染色排水中に均一に分散させるために攪拌し
ながら添加することが好ましい。しかし、凝集能物質と
塩化カルシウム又は塩化マグネシウムを添加した後に攪
拌を行っても十分な脱色・凝集能力を得ることができ
る。また、凝集能物質を攪拌しながら加え、次いで塩化
カルシウム及び塩化マグネシウムを攪拌しながら添加す
ることもできる。

【００２０】このように、凝集能物質と塩化カルシウム
又は塩化マグネシウムを添加した後に、さらに必要であ
れば、NaOHを添加しpHを10〜12に調整する。NaOHを添加
することにより、凝集能物質が染料を不溶化させフロッ
クを形成すると共に塩化カルシウム又は塩化マグネシウ
ムが染料コロイドのゼーター電位を低下せしめ、イオン
的に中和してコロイドを凝結させることができる。即
ち、染色排水にNaOHを添加することにより、凝集能物質
と塩化カルシウム又は塩化マグネシウムの作用が同時に
起こり、染色排水の脱色とコロイド粒子の凝結が同時に
かつ瞬間的に起こる。

【００２１】この状態で染色排水を放置すれば、上清液
は無色透明となり水面及び下部に不溶化された染料の大
きなフロック状沈澱物が生成する。この操作によって生
じたフロックはすでに大寸法となっているため、特に遠
心分離や高分子凝集剤の添加を行う必要はない。これら
は例えば濾過等によって容易に分離することができる
し、場合によっては自然沈降でも十分である。

【００２２】

【発明の効果】本発明のシュードモナス属に属する微生
物が生産する凝集能物質は、染色排水の脱色に代表され
るように優れた脱色能を示す。かようにシュードモナス
属が生産する凝集能物質は生分解性に優れ、二次公害の
ない安全な特徴に加えて凝集剤としての著しい効果を発
揮するものである。

【００２３】更に、凝集能物質と塩化カルシウム又は塩
化マグネシウムとを組み合わせて添加することにより、
排水中の染料濃度が0.01〜50g/L の範囲から成る分散、
直接、酸性、反応染料を含む染料排水を脱色し、無色・
透明な上清液を得ることができる。その脱色率は90％以
上であり本発明方法を適用することにより、最も処理が
困難であるとされている分散、直接、酸性染料及び反応
染料の脱色が容易に行なえることが判明した。

【００２４】

【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
る。ただし、これらの実施例は本発明の技術的範囲を限
定するものではない。（実施例１）微生物の培養と凝集能物質の回収グルコース10g 、酵母エキス３g 、ペプトン５g 、を蒸
留水１Ｌに溶かし、培地をpH7.０に調整した。培地200m
l を500ml 容量の三角フラスコにとり、オートクレーブ
により、 120℃、15分間無菌殺菌した後、シュードモナ
ス・セパシアを１白金耳の量でフラスコに移植し、30℃
にてロータリー回転培養を行う。なお回転数は180rpmで
ある。

【００２５】このようにして培養した２日目の培養物
(含菌体) より次の方法により凝集能物質を精製し、回
収した。すなわち、培養物200ml に対し、５倍量のエタ
ノールを添加し静置後、液相部を除き沈澱物を採取す
る。この沈澱物に対して純水100ml を添加し溶解させた
後、５倍量のエタノールを添加し、再度沈澱物を得る。
この溶解・沈澱の操作を数回くり返すことにより培地成
分から由来すると考えられる着色物質は除外され、白色
の沈澱物を得ることができる。このような脱色処理を経
た白色沈澱物を再び0.1N NaOH 溶液1000〜2000mlに希釈
再溶解した後遠心分離機を用いて18000rpm×15分間、遠
心する。この希釈遠心操作により菌体を除去する菌体を
除去した遠心上清部を塩酸にて中和する。さらに、５倍
量のエタノールを添加し沈澱させこの操作を２回繰り返
した後、常温にて真空乾燥することにより、白色の精製
凝集能物質を得る。

【００２６】以上の精製工程により、培養物１Ｌより白
色の精製凝集能物質が５〜６g 得られた。（実施例２）凝集能物質による染色排水の脱色凝集能物質による染色排水の脱色は次のように行った。 (１) 反応染料を含む染色排水の脱色まず、表３に示す組成比を持つモデル染色排水を作製す
る。次にそのモデル排水を 100倍希釈し、容量100ml の
メスシリンダーに80mlとってpHを7.０に調整する。上記
の培養条件で培養した培地0.５mlを加え、これを攪拌し
て５分間放置した後に、上澄みと沈澱を分けて600nm に
おける吸光度を測定した。

【００２７】表３モデル排水 ────────────────────────────── 染料 Remazol Red B 20g ／Ｌ染色助剤苛性ソーダ (NaOH) 20g ／Ｌソーダ灰 (Na₂SO₄) 20g ／Ｌ芒硝 10g ／Ｌ尿素 25g ／Ｌ ────────────────────────────── この結果、本凝集能物質をその処理が最も困難とされて
いる反応染料を含む排水を適用させたところ効率的に脱
色できることが判明した。この脱色試験の結果を表４に
示す。

【００２８】

【００２９】(２) 反応染料を含む染色排水の脱色まず、表５に示す組成比を持つモデル染色排水を作製す
る。次にそのモデル排水を 100倍希釈し、容量100ml の
メスシリンダーに80mlとってpHを7.０に調整する。５％
濃度の塩化カルシウム10mlと上記の培養条件で培養した
培地0.５mlを加え、これを攪拌して５分間放置した後
に、上澄みと沈澱を分けて600nm における吸光度を測定
した。

【００３０】表５モデル排水 ────────────────────────────── 染料 Sumifix Brilliant Blue R sp 20g ／Ｌ染色助剤苛性ソーダ (NaOH) 20g ／Ｌソーダ灰 (Na₂SO₄) 20g ／Ｌ芒硝 10g ／Ｌ尿素 25g ／Ｌ ────────────────────────────── この結果、本脱色方法をその処理が最も困難とされてい
る反応染料を含む排水に適用させたところ、効率的に脱
色できることが判明した。結果は表６に示す。ここで、
塩化カルシウムを添加したことにより、フロックは大き
くなり固液分離も容易となることが判明した。

【００３１】

【００３２】(３) 分散染料を含む染色排水の脱色表７に示す組成比を持つモデル染色排水を作製する。次
にそのモデル排水を50倍希釈し容量100ml のメスシリン
ダーに80mlとってpHを6.０に調整する。次いで、５％濃
度の塩化カルシウム10mlと、上記の培養条件で培養した
培地0.５mlを加え、これを攪拌する。さらに１N NaOHを
１ml添加した後、５分間放置し上清と沈澱を分けて590n
m における吸光度を測定した。結果は、表８に示す。

【００３３】表７モデル排水組成 ──────────────────────────── 染料 Dianix Blue BG-FS 10g ／Ｌ染色助剤酢酸 1g ／Ｌ ────────────────────────────

【００３４】

【００３５】（４）直接染料を含む染料排水の脱色表９に示す組成比を持つモデル染色排水を作製する。次
にそのモデル排水を1000倍希釈し容量100ml のメスシリ
ンダーに80mlとってpHを6.０に調整する。次いで、５％
濃度の塩化マグネシウム10mlと、上記の培養条件で培養
した培地0.５mlを加え、これを攪拌する。さらに１N Na
OHを１ml添加した後、５分間放置し上清と沈澱を分けて
590nm における吸光度を測定した。この結果を、表10に
示す。ここで、塩化カルシウムと同様に塩化マグネシウ
ムを添加することにより、フロックは大きくなり固液分
離も容易となることが判明した。

【００３６】表９モデル排水組成 ──────────────────────────── 染料 Kayarus Supura Red BWS 20g ／Ｌ染色助剤芒硝 10g ／Ｌ ────────────────────────────

【００３７】

【００３８】※脱色率測定方法上記のようにして各吸光度を測定した後、次式により反
応染料の脱色率 (％)を計算した。

【００３９】

【数１】

【００４０】Ｄ₁: 未処理の染料の吸光度 (Abs) Ｄ₂: 脱色処理後 (凝集能物質添加後) の染料の吸光度
(Abs)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ１２Ｓ 13/00 8931−4Ｂ //(Ｃ１２Ｓ 13/00 Ｃ１２Ｒ 1:38） (72)発明者冨沢信夫石川県金沢市玉鉾４丁目111番地倉庫精練株式会社内 (72)発明者小川直人石川県金沢市玉鉾４丁目111番地倉庫精練株式会社内 (72)発明者山本崇雄石川県金沢市玉鉾４丁目111番地倉庫精練株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シュードモナス属に属しかつ凝集能を持
つ物質の産生能を有する微生物を培養して得られる培養
液又はその処理物を着色液に添加し処理して着色液を脱
色させることを特徴とする着色液の脱色方法。
【請求項２】シュードモナス属に属しかつ凝集能を持
つ物質の産生能を有する微生物を培養して得られる培養
液又はその処理物と塩化カルシウム又は塩化マグネシウ
ムとを着色液に添加し処理して着色液を脱色させること
を特徴とする着色液の脱色方法。。
【請求項３】着色液が染色排水である請求項１に記載
の脱色方法。
【請求項４】染色排水が染色工程で発するものであ
り、染色排水中の分散、直接、酸性、反応染料及び染色
助剤から成る染料の濃度が0.01〜50g/L の範囲であるこ
とを特徴とする請求項２に記載の脱色方法。