JPH0985284A

JPH0985284A - 飲用水或いは殺菌用水の製造方法及び家畜や畜舎を清潔に保つ方法

Info

Publication number: JPH0985284A
Application number: JP27646195A
Authority: JP
Inventors: Koki Murakami; 弘毅村上; Mitsuru Aoki; 満青木; Tsutomu Nishimura; 勤西村
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-09-28
Filing date: 1995-09-28
Publication date: 1997-03-31
Anticipated expiration: 2015-09-28
Also published as: JP3844531B2

Abstract

(57)【要約】【目的】ミネラル分に優れしかも腐敗菌を含まない飲
用水や殺菌力に優れた殺菌消毒用水を提供する。また、
家畜の健康を保ち、畜舎を清潔にして悪臭の発生を防止
する。【構成】好気性で胞子を形成する細菌を、水中におい
てシリカ更にはマグネシウムの存在下で増殖させ、その
結果として、腐敗菌を溶菌させる作用を有する該細菌の
分泌物を含む水を、容易簡単に製造する。水としては、
上水や中水以外に、各種排水も使用できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、飲用水や殺菌消毒
に使用する水の製造方法と、これらを用いて家畜の防
疫、畜舎の殺菌消毒、清掃を行ない、併せて悪臭公害や
蠅などの衛生害虫を追放する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】どこの養鶏場や養豚場或いは牛舎、厩舎
においても、家畜・家禽の糞尿や藁、飼料の食べ残し等
の発酵や腐敗による悪臭の発生や蠅の発生など衛生上の
問題が多く、大きな悩みとなっている。

【０００３】従来、これらの問題に対しては、精々、畜
舎内を水洗し、その排水及び糞尿水を土中還元したり自
然界散布或いは河川に放流する程度であり、活性汚泥法
等で処理するのは、資金や敷地に恵まれた一部の施設に
すぎない。特に、養鶏場の場合、糞尿は鶏を入れ換える
まで一切回収しないところもある。従って、畜舎内外に
大量の蠅が発生し、病気の伝染を助長することも多く、
家畜の集団発生的下痢や、畜舎の悪臭は避けられない問
題であった。また、これらの施設からの悪臭（特に大量
のアンモニアと硫化水素）の発生は著しく、通常は人家
を離れた場所に設置されているが、狭い日本では適地が
少なく、次第にこれらの飼育が困難になってきている。
また、畜舎内の水洗にしても、手間と費用がかかるため
そう度々は行い難いし、単なる水洗ではどうしても悪臭
を防ぐことは出来ないものであった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明者は、家
畜用の飲用水や畜舎等の洗浄水に、悪臭の原因となる腐
敗菌の生育を妨害する物質や好気性細菌の胞子を含有さ
せることを思いつき、鋭意研究の結果本発明を完成させ
たものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、好気性
で胞子（芽胞）を形成する細菌（バチルス属）を、水中
において微量のケイ素（シリカ）或いはシリカ及びマグ
ネシウムの存在下で増殖させることにより、該細菌の菌
体や胞子或いはその分泌物を含む水を製造し、この有用
細菌処理水を家畜の飲用水や畜舎の清掃（殺菌・消毒）
に使用することにより、家畜の体内や畜舎に存在する腐
敗菌類を溶菌して滅菌するとともに有用細菌を優先化し
て、家畜や畜舎を清潔に保つとともに、これらの腐敗菌
類に起因する悪臭の発生を防止するものである。尚、本
発明では、好気性で胞子（芽胞）を形成する細菌を「有
用細菌」とし、該有用細菌の菌体や胞子或いはその分泌
物を含む水を「有用細菌処理水」と定義する。但し、処
理水中の菌体が多いと水が濁る傾向にあるので、貧栄養
状態にして胞子化しておくことが望ましい。

【０００６】本発明者は、有用細菌及び同胞子が優先化
（９０％以上）した汚泥又はこれらを添加した汚泥中に
シリカ成分とマグネシウム成分の適量を添加して、有用
細菌の胞子を高濃度に含む汚泥を開発し、この汚泥を生
物処理系特に曝気槽に投入し更にシリカ成分やマグネシ
ウム成分を添加して、高ＢＯＤ排水でも安定して処理で
きる排水処理方法を開発した。

【０００７】ところが、この開発中において、この有用
細菌を用いた屎尿処理場において、メチルメルカプタ
ン、硫化水素、アンモニア等の発生が激減し、全く悪臭
の発生が無いこと、また、何等の殺菌処理も行なってい
ないにもかかわらず、消化槽出口水やその汚泥中に、大
腸菌やブドウ状球菌が不検出であることが明らかになっ
た。他方、シヤーレ実験においても、寒天培地に大腸菌
を植え、本処理汚泥を磨り潰した液を塗布したものと、
塗布しないものとを比較培養したところ、寒天培地のみ
の場合は大腸菌の大増殖があり、汚泥を塗布した水準で
は、大腸菌は完全に死滅していた。

【０００８】また、これら胞子形成菌及びその分泌物
は、動植物の生体に対して無害であり、枯死植物やたん
ぱく質・脂質・澱粉を可溶化したり資化するのと併せ
て、アンモニアや硫化水素等の悪臭成分を再利用し或い
は分解する。一方、有用細菌処理水により、岩魚の稚魚
（1.５cm）１００匹を常温（１８〜２６℃）で試験養殖
（0.３ｍ³槽）したが、２匹の死亡のみで、９８匹は極
めて順調な生育を示し、７ケ月で２０〜２５cmの成魚に
成長した。通常、この程度の水温及び密度で飼育する
と、歩留りは略０％であり、本処理水が生体に対して無
害であるばかりでなく、極めて有益なものであることが
判る。また、ナットウ菌も本発明で言う有用細菌の１種
である。このナットウ菌は、成長期の稲にも付着・生息
しているが、稲の成長に何らの害も及ぼさない。そし
て、刈り取りののち藁を栄養として利用し増殖すること
から、生体への無害性は明らかである。更に、好気性で
芽胞を形成する細菌及び酵母により発酵させて製造され
たコンポストは、これら有用細菌胞子の塊となっている
が、このコンポストを白菜、キャベツ、トマト等の圃場
に鋤込んで植苗、成育させると、根瘤病や青枯れ病の発
生を抑止でき、収穫量も1.５〜2.０倍に増えたことから
も、悪性菌に対して、有用細菌乃至はその分泌物が溶菌
性を有し、植物成育に対しても有用であることが明らか
である。また、コンポスト製造に際し、発酵温度が５５
℃〜７２℃にまで上昇させることができるため、このコ
ンポスト原料中に生存する大腸菌等も滅菌される。

【０００９】この有用細菌について、本発明者らは、活
性汚泥中からバチルス属（グラム陽性・好気性芽胞形成
細菌）の菌株毎の単離を行った。その結果、バチルス属
３３種、ノカルディヤ型細菌１種、グラム陰性桿菌２
種、酵母２種、極めて短時間で世代交代するバチルスの
変成菌株２種の単離にすでに成功している。そして、そ
れぞれの難分解性蛋白質、澱粉質、脂肪の可溶化や分解
・資化挙動、増殖挙動、更には臭気成分の分解挙動につ
いても調査した。その結果、菌株毎にそれぞれ特性があ
ることが判明した。そこで、目的に合った特定菌株（単
種、複数種）を単離培養して利用することができる。
尚、好都合なことに、これらバチルス属の細菌や酵母
は、乾燥状態や貧栄養状態、高温（７０〜１２１℃）条
件下でも芽胞を形成して生存するため、これを種菌にす
ると保存や移送に極めて便利である。

【００１０】本発明において、有用細菌の増殖や活性化
に必要なものは、温度とシリカ及び酸素の供給である。
マグネシウムを供給すればさらに好ましい。また一定範
囲の温度（２０〜７２℃、溶液中では２０〜４０℃程
度）にコントロールすると、増殖速度が早くなる。シリ
カは、有用細菌の細胞液や細胞膜、胞子膜を構成する重
要な物質であり、これが不足すると有用細菌の胞子化が
少なく、高濃度化は不可能になる。またマグネシウム
は、この有用細菌の世代時間（増殖サイクル）を極端に
短縮させる作用を有している。尚、活性化とは、発芽が
同調的になるように、前処理をすることを言う。また増
殖とは、有用細菌が被処理水或いは汚泥中の栄養分を分
解吸収して成長することを言い、糸状体形成後内生胞子
を形成して分裂して胞子化することにより、さらに菌体
濃度が上がることを言う。栄養分が多ければ、活性化槽
内で胞子が発芽してさらに高濃度に胞子化することもあ
る。また、クリストバル石や高濃度胞子種汚泥から供給
される胞子が、発芽、成長、胞子化のサイクルで増殖す
ることも含む。

【００１１】本発明で言うシリカとは、水中に安定的に
溶解するモノマーシリカが最も好ましいが、これに限定
されるものではない。このシリカ成分は、例えば人工的
に作られた不安定型シリカを含有する鉱物（例えば、パ
ーライト（黒曜石焼成品）、シリカ含有溶融ガラス状鉱
物、低塩基度鉱滓、その他試薬類など）の粉粒状体や成
型物、可溶性シリカが濃縮された土壌（例えば、腐蝕
土、ピートモス、珪藻土等）の粉粒状体や成型物、不安
定型や準安定型シリカが固定された岩石（例えば、安山
岩、方形石（クリストバル石）、火山性軽石等）の粉粒
状体や成型物、オルト硅酸マグネシウム、オルト硅酸ナ
トリウム、硅酸マグネシウム、硅酸ナトリウム等を水中
に投入し、溶出させることにより得られる。更に、人工
的に溶解されたシリカ溶液、例えば鉱滓の酸溶解物や水
ガラス等も好適に用いられる。尚、クリストバル石等の
岩石であればその破砕品を活性化槽内に収納しておくだ
けですむから、維持管理が簡単である。尚、液状物の場
合には供給部から定量添加することになる。

【００１２】本発明に必要な水中のシリカ濃度は１〜１
００ppm 程度である。１ppm 程度以下だと有用細菌の増
殖効果が劣り、モノマーシリカの場合１００ppm を越え
ると自然重合を開始して重合・ゲル化・大粒径化して表
面積を減じ、効果を低減させる。水中に含まれる金属イ
オンの種類や量又は塩類濃度によっては、１０ppm 或い
は５ppm 程度でも重合を開始する場合がある。従って、
より好ましくは１〜２０ppm 、特に１０〜１５ppm 程度
が最も好適な範囲である。但し、シリカ重合を起こさな
い範囲（液性により異なる）であれば、シリカ濃度は高
いほうがよい。

【００１３】次に、マグネシウム含有材としては、ドロ
マイト石などの天然鉱物、、溶融ドロマイト・タブレッ
ト（商品名アクドリット：アクドリット・ケミカル社
製）、などが使用できる。更に、本発明では酸素及び
温度が必要になる。本発明の有用細菌は好気性菌、通性
嫌気性菌であり、その発芽後の増殖には菌体濃度に見合
う大量の酸素を必要とする。また、本発明の有用細菌の
うち澱粉分解機能を有する種類では、水溶液中において
５℃で発芽する菌種を含め通常１２℃で発芽し、４５℃
で増殖を停止するし、蛋白質分解機能を有する種類では
１３℃で発芽し５５℃で増殖を停止した。従って、通常
水溶液中においては、２０〜４０℃程度の範囲でより高
い温度条件下におくことが望ましい。尚、コンポスト化
に際しては７０℃程度まで上昇することもあるが、有用
細菌はこの温度に十分耐える。しかし、この温度では大
腸菌等の腐敗菌は死滅する。

【００１４】本発明の飲用水や殺菌用水は、有用細菌胞
子汚泥を高濃度に含む生物処理槽で、畜舎排水等を処理
した水が用いられる。或いは、この有用細菌による生物
処理槽で発生する余剰汚泥を乾燥した乾燥汚泥や、余剰
汚泥を発酵した発酵汚泥のペレット、更に、有用細菌に
より発酵させたコンポストを原料とする有用細菌胞子を
高濃度に含むペレットを、ミネラル分（シリカマグネシ
ウム）に富む鉱物とともに充填した生物活性化槽に上水
や中水を導入処理したものが使用される。また、発酵処
理された汚泥や有用細菌や酵母により発酵させた完熟コ
ンポストを水中に投入し、散気を行って有用細菌の分泌
物を含有する水を作成してこれを用いる。更に、上記の
処理汚泥に少量の栄養と水を添加して散気することによ
り、それらの細菌は増殖〜胞子化を繰り返し、有用細菌
の分泌物を含有する処理水を繰り返して製造することが
できる。また、このように再生産を繰り返す場合は、必
要なシリカやマグネシウム等のミネラル分を添加するこ
とが望ましい。上記ペレットに代えて、有用細菌胞子を
高濃度に含む鉱物、特にクリストバル石の破砕品や粉砕
品を造粒したものも使用できる。後二者、特に鉱物に有
用細菌胞子を担持させたものは、人の飲用や人体の消毒
等にも適するものである。

【００１５】生物処理槽や生物活性化槽の水中には、有
用細菌の胞子化に必要な溶解シリカを初めとするミネラ
ル分を含有しており、この水中において、有用細菌が増
殖し胞子化することにより、優先化が行なわれる。従っ
て、それらの有用細菌の分泌物も処理水中に含有され
る。有用細菌処理水の利用に際しては、生物処理槽や生
物活性化槽の出口水をそのまま或いは希釈水を加えて用
いる。また、殺菌や消毒に用いる場合、この処理水に微
量のシリカ系凝集剤を添加しておいてもよい。

【００１６】

【実施例】

（実施例１）豚の糞尿を含む豚舎（８５０頭飼育）か
らの排水（屎尿及び洗浄水、日量１０ｋｌ）を、活性汚
泥法で処理していたが、沈殿槽の透視度が５〜８と悪
く、水質も排水基準をクリアしにくい状態であった。し
かも、処理水中には大腸菌その他の腐敗菌も多く含まれ
ている上に、悪臭の発生もひどいものであった。ちなみ
に、大腸菌は１０⁷個／ｍｌも検出された。これに対
し、有用細菌は１０⁴個／ｍｌと極めてすくなかった。
また、ＢＯＤが１8,０００ｍｇ／リットル、ＣＯＤが7,
６００ｍｇ／リットル、窒素が１1,８００ｍｇ／リット
ル、燐が４４ｍｇ／リットルも含まれている。

【００１７】そこで、この処理施設の曝気槽（容量２０
０ｍ³）に、他の良好に管理されている屎尿処理場の引
抜き汚泥を処理した、有用細菌胞子を高濃度（１０¹¹〜
１０¹²個／ｇ程度）に含む乾燥汚泥（含水率４０％）を
種汚泥として３００ｋｇ投入し、更に、シリカ２０ppm
、マグネシウムイオン１０ppm 相当量程度を毎日添加
して処理したところ、１ケ月経過後には、沈殿槽の透視
度が３０〜４０まで向上し、曝気槽出口水の有用細菌濃
度は、１０⁸〜１０¹⁰個／ｍｌ程度になり、大腸菌等の
腐敗菌は殆ど存在しなくなった。分析した結果、大腸
菌：１２個／ｍｌ、有用細菌：1.５×１０⁹、ＢＯＤ：
２８ｍｇ／リットル、ＣＯＤ：２６ｍｇ／リットル、窒
素：２0.５ｍｇ／リットル、燐：6.３ｍｇ／リットルで
あった。しかも、処理施設周辺ではアンモニア濃度は0.
１ppm 以下、硫化水素濃度は0.０１ppm 以下で悪臭は完
全に消滅した。この曝気槽出口水を５倍程度に希釈し
て、豚舎の清掃に使用したところ、悪臭が次第に消滅し
た。その後、前記引抜き汚泥を有用細菌と酵母により発
酵させた完熟コンポストを飼料に１〜２％混入して与え
続けたところ、病気の発生が少なくなり、糞尿臭も減少
してきた。

【００１８】（実施例２）鶏５万羽を飼育する或る養
鶏場で、悪性伝染性下痢が発生し、種々の抗生物質を配
合した飼料を与えても治癒しなかった。そこで、図１に
例示する有用細菌活性化槽１で上水を処理し、この水を
１０倍希釈して飲用水として鶏に与えたところ、３日後
に下痢が完治した。その後、この養鶏場では、集団的悪
性下痢の発生は皆無となった。また、鶏舎内外の悪臭や
蠅の発生も激減し、スーツ姿で鶏舎内を巡回できるよう
になった。ちなみに、鶏舎内でのアンモニア濃度は0.１
ppm 以下、硫化水素濃度は0.０１ppm 以下であった。

【００１９】図１の有用細菌活性化槽１は、有底有蓋の
筒型容器２の上部に給水管３、中ごろに送出管４を備
え、その内部に、ステンレス網で仕切った網かご５を収
納したものである。網かご５には、下部からクリストバ
ル石粒（５〜５０ｍｍ）と汚泥ペレット（実施例１の乾
燥汚泥を発酵させたもの）からなるシリカ・胞子供給層
６、クリストバル石粒（５〜８ｍｍ）とドロマイト粒
（５〜１０ｍｍ）からなるシリカ・マグネシウム供給層
７、及び火山性軽石又は安山岩粒（３０〜６０ｍｍ）、
パーライト粒からなる着床層兼活性層８が順に充填され
ている。

【００２０】この状態で活性化槽１内に上水Ｗ１を満た
し、加温（３０〜４０℃）しながら曝気処理を数〜十数
時間行なうと、有用細菌の胞子が活性化されて発芽−胞
子化を繰り返し、胞子の高濃度化と細菌分泌物の高濃度
化がなされた処理水Ｗ２が得られる。但し、上水を用い
る場合は、栄養分として少量のグルコース、砂糖等の糖
質、食塩等を添加投入する必要がある。上水の代わりに
各種の排水を用いれば、これらの栄養源は不要である。
尚、符号９は給水用バルブ、符号１０はレベルセンサ
ー、１１は散気管、ＰＡは散気用ポンプ、１２はバル
ブ、１３は流量計、１４はヒーター、１５はヒーターコ
ントローラ１６に連なる温度センサーである。処理後は
散気を停止して浮遊物を沈降させた後、送出管４から引
出して鶏舎１８に給水する。Ｐ１は処理水引出し用ポン
プ、符号１７はタイマー、符号１８ａは鶏舎内給水配管
である。処理水Ｗ２を直接給水せずに、希釈調整水タン
ク１９を別に設置して、上水で１０倍程度に希釈した希
釈処理水Ｗ３を鶏舎１８に供給してもよい。符号２０は
希釈水用バルブ、２１はレベルセンサー、Ｐ２は希釈水
供給用ポンプである。

【００２１】（実施例３）図２は、人間の飲用に供し
たり、消毒や殺菌に使用する水を製造する簡易形給水装
置である。この簡易形給水装置２２は、有底有蓋の筒型
容器２３の下部に給水管２４、中頃位置に送出管２５を
それぞれ設け、その内部に、ステンレス製網かご２６を
収納している。この網かご２６には、クリストバル石粉
に有用細菌胞子を練り混んで造粒したクリストバル成型
品（５〜２０ｍｍ）２７とドロマイト成型品（５〜１０
ｍｍ）２８を下部に充填し、上部には麦飯石破砕（５〜
２０ｍｍ）２９を充填した。符号３０は散気管、３１は
ヒーターである。

【００２２】この簡易形給水装置２２に、水道水Ｗ１を
注水し、同時に少量のペプチン、牛肉エキス、グルコー
ス、砂糖、食塩等の栄養分を添加投入し、加温（３０〜
４０度）と曝気を約１２時間行なった。この処理水Ｗ２
で嗽したところ、口内炎や歯周炎が、症状に応じて１日
で完治した例が多い。また、院内感染で問題になってい
る黄色葡萄状球菌も、この処理水を入れた寒天培地では
抑制或いは消滅することが確認されている。

【００２３】

【発明の効果】本発明は、以上詳述したように、好気性
で胞子を形成する細菌胞子を高濃度に含む汚泥や鉱物質
及びシリカとマグネシウムの存在下で増殖→胞子化する
ことにより、上水や各種排水を処理する飲用水や殺菌水
を製造するものである。

【００２４】従って、これらを含む生物処理施設や装置
内において、容易に好気性で胞子を形成する細菌（有用
細菌）が増殖し、これから産出される分泌物に由来する
殺菌能に優れた飲用水や殺菌水が極めて容易に且つ大量
に得られるものである。

【００２５】一方この処理水は、家畜や家禽に飲用させ
ることにより、伝染病の予防や糞尿臭の減少に役立つ。
処理水とともに胞子含有物をあたえると更に効果があ
る。また、人間が嗽に使用することにより口内炎や歯周
炎の治療に資したり、飲下により下痢症状や便秘症状を
軽減させるなど、幅広い用途を有するものである。

【００２６】またこの処理水は、殺菌水とし優れた効果
を示す。例えば、畜舎の洗浄や消毒殺菌に用いて悪臭源
となる腐敗菌を殺菌する。また、この殺菌水は、大腸菌
や緑膿菌、黄色葡萄状球菌や葡萄状球菌を死滅させる能
力を有しているので、手足の洗浄水、寝具類や衣類の洗
濯水に用いれば現在問題になっている院内感染も有効に
防止することができるものと思われる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明で使用する有用細菌活性化槽の一例を示
す概略断面図である。

【図２】本発明で使用する簡易形給水装置の一例を示す
断面図である。

【符号の説明】

１有用細菌活性化槽６シリカ・胞子供給層７シリカ・マグネシウム供給層８着床層兼活性層１１散気管１４ヒーター１８鶏舎１９希釈調整水タンクＷ１上水Ｗ２処理水Ｗ３希釈処理水２２簡易形給水装置２７クリストバル成型品２８ドロマイト成型品２９麦飯石破砕３０散気管３１ヒーター

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ０２Ｆ 3/12 Ｃ０２Ｆ 3/12 Ｂ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】好気性で胞子を形成する細菌を、水中に
おいて、シリカの存在下で増殖させることにより、該細
菌の胞子或いは細菌の分泌物を含む水を製造することを
特徴とする、飲用水或いは殺菌用水の製造方法。
【請求項２】シリカとともにマグネシウムの存在下で
増殖させるものである請求項１記載の飲用水或いは殺菌
用水の製造方法。
【請求項３】各種排水を、活性汚泥法による処理施設
で処理して、好気性で胞子を形成する細菌の胞子或いは
細菌の分泌物を含む水を製造するものである、請求項１
又は請求項２記載の飲用水或いは殺菌用水の製造方法。
【請求項４】各種排水或いは清浄水を、好気性で胞子
を形成する細菌或いはその胞子含有物とミネラル溶出物
質を収納した有用細菌活性化槽に投入し、適量の栄養物
質を添加して処理するものである、請求項１又は請求項
２記載の飲用水或いは殺菌用水の製造方法。
【請求項５】胞子含有物として、好気性で胞子を形成
する細菌や酵母により処理して得た汚泥、該汚泥の発酵
物、または該細菌を種菌として製造されたコンポストで
あって該細菌の胞子と酵母の塊となっているものを使用
するものである請求項４記載の飲用水或いは殺菌用水の
製造方法。
【請求項６】好気性で胞子を形成する細菌の胞子や分
泌物を含む水を、畜舎の清掃に用いたり細菌分泌物を含
む水を家畜の飲用供することにより、腐敗菌類を溶菌し
て殺菌することを特徴とする、家畜や畜舎を清潔に保つ
方法。
【請求項７】好気性で胞子を形成する細菌の胞子や分
泌物を含む水を、家畜の飲用水として与えたり、胞子含
有物を飼料に混入して与えることにより、畜舎の悪臭を
抑制したり蠅の発生を抑制することにより、家畜の病気
を防除する方法。