JPWO2019098255A1 - 油脂含有排水処理方法、システムおよび装置 - Google Patents

Abstract

油脂分解能力を有する微生物製剤を用いて、連続的に流入出し、雑多な微生物が存在する排水中の油脂の濃度を効果的に低下させる油脂含有排水処理方法、ならびに関連するシステムおよび装置を提供する。本発明は、油脂含有排水が連続的に流入出する油脂分解槽に、油脂分解能力を有する微生物製剤を連続的又は間欠的に投入し、油脂を分解する工程であって、該微生物製剤の投入量が微生物が油脂分解槽に定着できる量であり、油脂含有排水には該微生物製剤に含まれる微生物以外の微生物が存在する、工程を含む、油脂含有排水処理方法、ならびに関連するシステムおよび装置を提供する。

Description

本発明は、油脂分解能力を有する微生物製剤を用いた油脂含有排水処理方法、ならびに関連するシステムおよび装置に関するものである。

微生物による油脂分解が排水処理などに利用されている。食品工場及び油脂精製工場からの排水に含まれる多量の油分は、活性汚泥処理、膜分離活性汚泥法（ＭＢＲ）、嫌気消化といった種々の排水処理プロセスの処理効率を大きく低下させるおそれがある。そこで、そのような排水を排出する工場の多くは、これら処理プロセスの前処理として、加圧浮上分離装置等を設置している。

加圧浮上分離装置は油分を固液分離により取り除くものであるが、（１）回収した大量の油性汚泥は産業廃棄物として処理されねばならない、（２）油分を浮上させるために凝集剤を大量に使用するとともに曝気により気泡を送って浮力を与える必要がある、（３）悪臭の発生源であり住宅地が近接している工場では脱臭装置を設置せねばならないこともある、（４）排水量及び油分含有量の変動の影響も受けやすいため運転管理にも労力を要する、（５）その結果として、産業廃棄物処理、稼働、管理、メンテナンス等にかかる費用が大きい、などの問題が存在する。

そこで、排水中の油分を分離しないで消滅させるような技術の確立が切望されている。こうした中、微生物による油脂分解技術の適用が試みられてきた。

そこで、本発明者は、油脂含有排水を効率的に処理する微生物として、油脂加水分解酵素であるリパーゼを分泌する新規微生物バークホルデリア・アルボリス（Ｂｕｒｋｈｏｌｄｅｒｉａ ａｒｂｏｒｉｓ）ＳＬ１Ｂ１株を報告している（特許文献１）。さらに、当該バークホルデリア・アルボリスと、リパーゼによる加水分解生成物であるグリセロールを分解する微生物（例えば、カンジダ・シリンドラセア（Ｃａｎｄｉｄａ ｃｙｌｉｎｄｒａｃｅａ））とを併用することで油脂を効率的に分解することを報告している（特許文献２、非特許文献１）。また、当該バークホルデリア・アルボリスと、リパーゼは生産しないが遊離脂肪酸を分解するヤロウィア・リポリティカ（Ｙａｒｒｏｗｉａ ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａ）とを併用することでも油脂を効率的に分解可能であることを報告している（特許文献３）。この油脂分解能力であれば、加圧浮上分離装置を代替することが可能である。

しかし、いくら分解能力の高い微生物製剤を使用したとしても、その使い方が正しくないと目的の効果を得ることはできない。実際に、実験室で分解能力が認められた微生物も、現場で使用すると効果がないということが頻繁に生じる。その主な理由は、実験室の条件と実際の現場の条件が大きく違うことである。実験室では、多くの場合、滅菌された閉鎖系に目的微生物だけが植菌され、培養される。さらに、多くの培養がバッチで行わる。バッチと連続反応では、結果は全く異なる。そこで、実験室でも連続反応を実施することがある。しかし、多くの現場では、油脂分解槽への排水の流入と流出は連続的である一方、微生物製剤の投入は連続的でなく一定間隔になされる間欠式となる。その場合、従来の連続反応器の操作論が成り立たない。

また、排水処理は開放系で行われるため、投入微生物以外にも雑多な微生物が無数に存在する環境であり、油脂分解微生物のような目的微生物をそのような微生物コミュニティの中に安定的に定着（対象とする環境中で、目的微生物が淘汰されずに効果的に存在する状態）させる方法論は存在していない。その上、排水は連続的に一定の滞留時間をもって流出するため、目的の投入微生物が他の無数の微生物との生存競争に打ち勝って滞留時間より速い比増殖速度で増殖できないとウォッシュアウトしてしまうことになる。そのため、期待された分解効果を得られないことが多く、環境バイオテクノロジー分野の課題となっている。

ウォッシュアウトを避ける方法として、担体に微生物を固定する方法があるが、油が多い排水中では油が担体に付着してしまうという問題点の他、担体という新たな廃棄物の発生、担体にかかるコストといった新たな問題が生じる。

さらに、これまで、微生物製剤の使い方についてはあまり注意が払われず、効果を見ながら投入量及び投入間隔を感覚的に調整していることがほとんどである。実際に、現場によって、排水量も排水中の油脂濃度も多様であるため、画一的な方法論を確立することは難しかったのも事実である。その他にも、従来技術では、広範囲の油脂濃度に同じ微生物製剤を適用することが困難であるという問題がある。特に、食品工場及び油脂精製工場などから排出される高濃度の油脂に対して微生物製剤を適用することは困難であり、適用できたとしても、１０^９ ｃｅｌｌｓ／ｍＬ以上の高濃度の微生物濃度が必要である。

特開２０１０−２２７８５８号公報 特開２０１０−２２７８４９号公報 特開２０１３−１４６６８９号公報

Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｖｏｌ．１０７，Ｎｏ．４，４０１−４０８，２００９

本発明は、油脂分解能力を有する微生物製剤を用いて、連続的に流入出し、雑多な微生物が存在する排水中の油脂の濃度を効果的に低下させる油脂含有排水処理方法、ならびに関連するシステムおよび装置を提供する。

本発明者は、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、油脂含有排水が連続的に流入出する油脂分解槽に微生物製剤を投入する場合、従来の連続培養とは根本的に異なり、投入した微生物は油脂分解槽中では必ずしも増殖する必要はなく、一定数以上存在すれば、油脂の分解は可能であるという知見を得た。

本発明は、これら知見に基づき、更に検討を重ねて完成されたものであり、次の油脂含有排水処理方法、ならびに関連するシステムおよび装置を提供するものである。
項Ａ１．油脂含有排水が連続的に流入出する油脂分解槽に、油脂分解能力を有する微生物製剤を連続的又は間欠的に投入し、油脂を分解する工程であって、該微生物製剤の投入量が、微生物が油脂分解槽に定着するのに有効な量であり、油脂含有排水には該微生物製剤に含まれる微生物以外の微生物が存在する、工程を含む、油脂含有排水処理方法。
項Ａ２．前記油脂分解槽は担体を含まない項Ａ１に記載の処理方法。
項Ａ３．前記微生物製剤が、リパーゼを生産する微生物、並びに脂肪酸及び／又はグリセロールを分解する微生物からなる群から選択される少なくとも１種の微生物を含む、項Ａ１または２に記載の処理方法。
項Ａ４．前記微生物製剤が、バチルス属細菌、コリネバクテリウム属細菌、ロドコッカス属細菌、バークホルデリア属細菌、アシネトバクター属細菌、シュードモナス属細菌、アルカリゲネス属細菌、ロドバクター属細菌、ラルストニア属細菌、アシドボラックス属細菌、セラチア属細菌、フラボバクテリウム属細菌、カンジダ属酵母、ヤロウィア属酵母、クリプトコッカス属酵母、トリコスポロン属酵母、及びハンゼヌラ属酵母からなる群から選択される少なくとも１種の微生物を含む、項Ａ１〜３のいずれか１項に記載の処理方法。
項Ａ５．前記排水が平均してノルマルヘキサン抽出物３００ｍｇ／Ｌ以上の濃度の油脂を含む、項Ａ１〜４のいずれか一項に記載の処理方法。
項Ａ６．前記微生物製剤の投入量が、油脂分解槽中の排水に対して５．０×１０^４〜１．０×１０^７ ｃｅｌｌｓ／ｍＬとなる量である、項Ａ１〜５のいずれか一項に記載の処理方法。
項Ａ７．前記微生物製剤の投入量が、前記油脂分解槽に流入する油脂含有排水中のノルマルヘキサン抽出物１ｍｇ当たり、３．０×１０^４〜１．０×１０^８ ｃｅｌｌｓである、項Ａ１〜６のいずれか一項に記載の処理方法。
項Ａ８．前記微生物製剤の投入量が、前記油脂分解槽に流入する油脂含有排水中のノルマルヘキサン抽出物１ｍｇ当たり、３．０×１０^４〜１．０×１０^７ ｃｅｌｌｓである、項Ａ７に記載の処理方法。
項Ａ９．前記油脂分解槽中の油脂含有排水の溶存酸素濃度が０．０５ ｍｇ／Ｌ以上である、項Ａ１〜８のいずれか一項に記載の処理方法。
項Ａ１０．前記油脂分解槽中の油脂含有排水のｐＨが４．５〜９．０の範囲内である、項Ａ１〜９のいずれか一項に記載の処理方法。
項Ａ１１．前記油脂分解槽中の油脂含有排水の温度が１２〜４２℃の範囲内である、項Ａ１〜１０のいずれか一項に記載の処理方法。
項Ａ１２．前記油脂分解槽の水理学的滞留時間（ＨＲＴ）が１時間以上である、項Ａ１〜１１のいずれか一項に記載の処理方法。
項Ａ１３．前記油脂分解槽のＨＲＴが１２時間以上４８時間以下である、項Ａ１〜１２いずれか一項に記載の処理方法。
項Ａ１４．前記油脂分解槽中の油脂含有排水のＣ／Ｎが２〜５０の範囲内である、項Ａ１〜１３のいずれか一項に記載の処理方法。
項Ａ１５．前記油脂分解槽中の油脂含有排水のＮ／Ｐが１〜２０の範囲内である、項Ａ１〜１４のいずれか一項に記載の処理方法。
項Ａ１６．前記油脂分解槽からの流出水中の投入微生物量が、１×１０^８ ｃｅｌｌｓ／ｍＬ以下である、項Ａ１〜１５のいずれか一項に記載の処理方法。
項Ａ１７．前記油脂分解槽からの流出水中の投入微生物の濃度が、前記油脂分解槽に投入する投入時投入微生物の濃度の１００倍以下である、項Ａ１〜１６のいずれか一項に記載の処理方法。
項Ａ１８．前記油脂分解槽からの流出水中の投入微生物の濃度が、前記油脂分解槽に投入する投入時投入微生物の濃度の０．１倍〜１０倍である、項Ａ１７に記載の処理方法。
項Ａ１９．油脂含有排水処理のための油脂分解槽であって、
油脂分解タンクと、
ブロアと、
前記油脂分解槽中の油脂含有排水における溶存酸素濃度、温度、およびｐＨを検知するためのセンサーと
を備える、油脂分解槽。
項Ａ２０．項Ａ１〜１８のいずれか一項に記載の処理方法における使用のためのシステムであって、項Ａ１９に記載の油脂分解槽を備える、システム。
項Ａ２１．項Ａ２０に記載のシステムであって、
前記微生物製剤の保管槽と、
前記微生物製剤の増幅槽と、
をさらに備え、前記増幅槽において増幅された前記微生物製剤が前記油脂分解槽に投入されるように構成されている、システム。
項Ａ２２．さらに、項Ａ１〜１８のいずれか一項に記載の処理方法における前記各工程の１つまたは複数を制御または実施する実施／制御部を備える、項Ａ２１に記載のシステム。
項Ｂ１．油脂含有排水が連続的に流入出する油脂分解槽に、油脂分解能力を有する微生物製剤を連続的又は間欠的に投入し、油脂を分解する工程であって、該微生物製剤の投入量が、微生物が油脂分解槽に定着できる量であり、油脂含有排水には該微生物製剤に含まれる微生物以外の微生物が存在する、工程を含む、油脂含有排水処理方法。
項Ｂ２．前記微生物製剤が、リパーゼを生産する微生物、並びに脂肪酸及び／又はグリセロールを分解する微生物からなる群から選択される少なくとも1種の微生物を含む、項Ｂ１に記載の処理方法。
項Ｂ３．前記微生物製剤が、バチルス属細菌、コリネバクテリウム属細菌、ロドコッカス属細菌、バークホルデリア属細菌、アシネトバクター属細菌、シュードモナス属細菌、アルカリゲネス属細菌、ロドバクター属細菌、ラルストニア属細菌、アシドボラックス属細菌、セラチア属細菌、フラボバクテリウム属細菌、カンジダ属酵母、ヤロウィア属酵母、クリプトコッカス属酵母、トリコスポロン属酵母、及びハンゼヌラ属酵母からなる群から選択される少なくとも1種の微生物を含む、Ｂ項１又は２に記載の処理方法。
項Ｂ４．前記微生物製剤の投入量が、油脂分解槽中の排水に対して5.0×10⁴〜1.0×10⁷ cells/mLとなる量である、項Ｂ１〜３のいずれか一項に記載の処理方法。
項Ｂ５．前記油脂分解槽中の油脂含有排水の溶存酸素濃度が0.05 mg/L以上である、項Ｂ１〜４のいずれか一項に記載の処理方法。
項Ｂ６．前記油脂分解槽中の油脂含有排水のpHが4.5〜9.0の範囲内である、項Ｂ１〜５のいずれか一項に記載の処理方法。
項Ｂ７．前記油脂分解槽中の油脂含有排水の温度が12〜42℃の範囲内である、項Ｂ１〜６のいずれか一項に記載の処理方法。
項Ｂ８．前記油脂分解槽のHRTが12時間以上である、項Ｂ１〜７のいずれか一項に記載の処理方法。
項Ｂ９．前記油脂分解槽中の油脂含有排水のC/Nが2〜50の範囲内である、項Ｂ１〜８のいずれか一項に記載の処理方法。
項Ｂ１０．前記油脂分解槽中の油脂含有排水のN/Pが1〜20の範囲内である、項Ｂ１〜９のいずれか一項に記載の処理方法。

本発明の方法によれば、油脂分解能力を有する微生物製剤を連続的又は間欠的に投入することで、連続的に流入出し、雑多な微生物が存在する排水中の油脂の濃度を効果的に低下させることができる。本発明では、微生物は油脂分解槽中で必ずしも増殖する必要はなく、増殖できなくても油脂を分解できるという効果を発揮することを特徴とする。

また、本発明では、投入微生物以外にも雑多な微生物が存在し、油脂含有排水が連続的に流入出するという投入微生物が増殖しにくいプロセスであるが、該微生物を油脂分解槽中に定着させることが可能である。

本発明の方法は、広範囲の油脂濃度に対応可能であり、また、従来より低い濃度の微生物製剤が使用可能であるのでコストの面で優れている。

加えて、または代替的に、本発明の方法は排水中の油脂を十分に分解しつつ、分解槽からの流出水中の投入微生物量は従来より多くないため、環境によいという効果を奏し得る。

微生物による油脂分解における溶存酸素濃度（ＤＯ）の影響を示すグラフである。 微生物による油脂分解におけるｐＨの影響を示すグラフである。 微生物による油脂分解における温度の影響を示すグラフである。 微生物による油脂分解におけるＣ／Ｎの影響を示すグラフである。 微生物による油脂分解におけるＮ／Ｐの影響を示すグラフである。 低濃度油脂（ノルマルヘキサン値３００ ｍｇ／Ｌ程度）排水における間欠式投入による投入時の投入微生物濃度の影響を示すグラフである。 中濃度油脂（ノルマルヘキサン値３０００ ｍｇ／Ｌ程度）排水における間欠式投入による投入時の投入微生物濃度の影響を示すグラフである。 高濃度油脂（ノルマルヘキサン値１００００ ｍｇ／Ｌ程度）排水における間欠式投入による投入時の投入微生物濃度の影響を示すグラフである。 超高濃度油脂（ノルマルヘキサン値３００００ ｍｇ／Ｌ程度）排水における間欠式投入による投入時の投入微生物濃度の影響を示すグラフである。 低濃度油脂（ノルマルヘキサン値３００ ｍｇ／Ｌ程度）排水における連続式投入による投入時の投入微生物濃度の影響を示すグラフである。 中濃度油脂（ノルマルヘキサン値３０００ ｍｇ／Ｌ程度）排水における連続式投入による投入時の投入微生物濃度の影響を示すグラフである。 高濃度油脂（ノルマルヘキサン値１００００ ｍｇ／Ｌ程度）排水における連続式投入による投入時の投入微生物濃度の影響を示すグラフである。 超高濃度油脂（ノルマルヘキサン値３００００ ｍｇ／Ｌ程度）排水における連続式投入による投入時の投入微生物濃度の影響を示すグラフである。 低濃度油脂（ノルマルヘキサン値３００ ｍｇ／Ｌ程度）排水における滞留時間の影響を示すグラフである。 中濃度油脂（ノルマルヘキサン値３０００ ｍｇ／Ｌ程度）排水における滞留時間の影響を示すグラフである。 高濃度油脂（ノルマルヘキサン値１００００ ｍｇ／Ｌ程度）排水における滞留時間の影響を示すグラフである。 超高濃度油脂（ノルマルヘキサン値３００００ ｍｇ／Ｌ程度）排水における滞留時間の影響を示すグラフである。 本発明の処理方法のためのシステムを示す図である。

以下、本発明について詳細に説明する。本明細書の全体にわたり、単数形の表現は、特に言及しない限り、その複数形の概念をも含むことが理解されるべきである。従って、単数形の冠詞（例えば、英語の場合は「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」など）は、特に言及しない限り、その複数形の概念をも含むことが理解されるべきである。また、本明細書において使用される用語は、特に言及しない限り、当該分野で通常用いられる意味で用いられることが理解されるべきである。したがって、他に定義されない限り、本明細書中で使用されるすべての専門用語および科学技術用語は、本発明の属する分野の当業者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。矛盾する場合、本明細書（定義を含めて）が優先する。

以下、本明細書において特に使用される用語の定義および／または基本的技術内容を適宜説明する。

本明細書において「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」とは、「本質的にからなる（ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ ｃｏｎｓｉｓｔ ｏｆ）」という意味と、「からなる（ｃｏｎｓｉｓｔ ｏｆ）」という意味をも包含する。

また、本明細書においてノルマルヘキサン（ｎ−Ｈｅｘ）値とは、ノルマルヘキサンにより抽出される不揮発性物質の量であり、水中の油分（油脂、その加水分解産物など）の量を示す指標である。ｎ−Ｈｅｘ値は、例えば、ＪＩＳ Ｋ ０１０２に従って求めることができる。あるいは、本発明のｎ−Ｈｅｘ値は、例えば熱感応性ポリマー（例えば、ポリ（Ｎ−イソプロピルアクリルアミド）（ＰＮＩＰＰＡｍ））を用いて測定される相当値であってもよい。ＰＮＩＰＰＡｍ抽出物質の測定は、例えば、株式会社共立理化学研究所（東京、日本）の油分測定試薬セットのような公知のキットを使用して行い得る。

本発明の油脂含有排水処理方法は、油脂含有排水が連続的に流入出する油脂分解槽に、油脂分解能力を有する微生物製剤を連続的又は間欠的に投入し、油脂を分解する工程であって、該微生物製剤の投入量が、微生物が油脂分解槽に定着できる量であり、油脂含有排水には該微生物製剤に含まれる微生物以外の微生物が存在する、工程を含むことを特徴とする。

本発明は、適切なプロセス条件の下で、排水中の油脂とその加水分解産物に由来するｎ−Ｈｅｘ値を低減させる技術である。

本発明における油脂含有排水としては、油脂を含有している排水であれば特に制限されず、例えば、飲食店、病院、ホテル等の排水、家庭排水、食品加工工場、油脂加工工場等から排出される産業排水等などが挙げられる。

本発明における排水中の油脂としては、特に制限されず、例えば、植物性油脂（綿実油、菜種油、大豆油、トウモロコシ油、オリーブ油、サフラワー油、米油、ごま油、パーム油、ヤシ油、落花生油等）、動物性油脂（ラード、牛脂、乳脂肪等）、魚油、これらの油脂の加工品（マーガリン、ショートニング、バター等）などが挙げられる。

本発明における油脂含有排水のｎ−Ｈｅｘ値は、特に制限されず、通常１００〜４００００ ｍｇ／Ｌ、好ましくは２００〜３００００ ｍｇ／Ｌ、より好ましくは３００〜３００００ ｍｇ／Ｌである。本発明は、平均ｎ−Ｈｅｘ値３００ ｍｇ／Ｌを超える油脂含有排水の処理に特に好ましい。好ましい実施形態においては、本発明の方法においては、処理すべき油脂含有排水のｎ−Ｈｅｘ値を測定し、その測定値に基づいて投入すべき微生物製剤量が決定され得る。本発明におけるｎ−Ｈｅｘ値の特定は、ＪＩＳ Ｋ ０１０２に従って行ってもよいし、ポリ（Ｎ−イソプロピルアクリルアミド）（ＰＮＩＰＰＡｍ））を用いて測定される相当値を用いて行ってもよい。

本発明における油脂含有排水には微生物製剤に含まれる微生物以外の微生物が存在している。本発明の方法は通常、開放系で行われるため、油脂含有排水中には雑多な微生物が存在する環境となる。油脂含有排水に存在する微生物数としては、例えば、１×１０^６ ｃｅｌｌｓ／ｍＬ以上、１×１０^７ ｃｅｌｌｓ／ｍＬ以上、１×１０^８ ｃｅｌｌｓ／ｍＬ以上、１×１０^９ ｃｅｌｌｓ／ｍＬ以上などが挙げられる。このような雑多な微生物が存在する環境は、純粋培養と違い投入した微生物製剤の微生物が増殖することが難しい環境である。

本発明において、油脂含有排水は油脂分解槽へ連続的に流入出する。ここでの「連続的」とは、絶えず油脂含有排水が流入及び流出している場合だけを意味するものではなく、流入及び流出が一旦停止する期間を有する場合も包含する。本発明の「連続的」とは、バッチ処理のような、閉鎖した槽において微生物が投入され、増殖し、分解処理が行われる系は包含しないことに留意されたい。

微生物製剤としては、油脂分解能力を有するものであれば特に制限無く使用することができる。微生物製剤中の微生物としては、１種単独又は２種以上を混合して使用することができる。２種以上を混合して使用する場合は、共生可能な微生物の組み合わせを使用することが望ましい。また、微生物製剤には、油脂分解を助ける共生菌を含ませることもできる。

微生物製剤の一例として、２２〜３５℃、ｐＨ ＝ ５．５〜８．５、ＤＯ≧０．１ ｍｇ／Ｌ、バッチ培養の条件で、ｎ−Ｈｅｘ値 ＝ １００００ ｍｇ／Ｌ相当の油脂及び加水分解物産物の脂肪酸を、７２時間内に、好ましくは４８時間以内に、より好ましくは３６時間以内に、より一層好ましくは２４時間以内に８０％以上分解する能力を有する微生物製剤が挙げられる。

微生物製剤には、リパーゼを生産する微生物、並びに（油脂のリパーゼによる分解産物である）脂肪酸及び／又はグリセロールを分解する微生物を好適に使用することができる。このような微生物としては、これらの性質を単独で有する微生物だけでなく、これらの性質を複数併せ持った微生物（例えば、リパーゼを生産し且つ脂肪酸を分解する微生物）を使用することもできる。

リパーゼを生産する微生物としては、真性細菌、酵母、糸状真菌類などが挙げられ、好ましくは真性細菌及び酵母、より好ましくは真性細菌である。真性細菌としては、例えば、バチルス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ）属細菌、コリネバクテリウム（Ｃｏｒｙｎｅｂａｃｔｅｒｉｕｍ）属細菌、ロドコッカス（Ｒｈｏｄｏｃｏｃｃｕｓ）属細菌、バークホルデリア（Ｂｕｒｋｈｏｌｄｅｒｉａ）属細菌、アシネトバクター（Ａｃｉｎｅｔｏｂａｃｔｅｒ）属細菌、シュードモナス（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ）属細菌、アルカリゲネス（Ａｌｃａｌｉｇｅｎｅｓ）属細菌、ロドバクター（Ｒｈｏｄｏｂａｃｔｅｒ）属細菌、ラルストニア（Ｒａｌｓｔｏｎｉａ）属細菌、アシドボラックス（Ａｃｉｄｏｖｏｒａｘ）属細菌、セラチア（Ｓｅｒｒａｔｉａ）属細菌、フラボバクテリウム（Ｆｌａｖｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ）属細菌等を用いることができる。中でも、バークホルデリア属細菌、特にバークホルデリア・アルボリス（例えば、ＳＬ１Ｂ１株（ＮＩＴＥ Ｐ−７２４）など）が好ましい。

グリセロールを分解（資化）する微生物としては、真性細菌、酵母、糸状真菌類などが挙げられ、好ましくは真性細菌及び酵母、より好ましくは酵母である。酵母としては、カンジダ（Ｃａｎｄｉｄａ）属酵母、特にカンジダ・シリンドラセア（例えば、ＳＬ１Ｂ２株（ＮＩＴＥ Ｐ−７１４）など）が好ましい。

脂肪酸を分解（資化）する微生物としては、真性細菌、酵母、糸状真菌類などが挙げられ、好ましくは真性細菌及び酵母、より好ましくは酵母である。酵母としては、ヤロウィア（Ｙａｒｒｏｗｉａ）属酵母、クリプトコッカス（Ｃｒｙｐｔｏｃｏｃｃｕｓ）属酵母、トリコスポロン（Ｔｒｉｃｈｏｓｐｏｒｏｎ）属酵母、及びハンゼヌラ（Ｈａｎｓｅｎｕｌａ）属酵母、特にヤロウィア・リポリティカ（例えば、１Ａ１株（ＮＩＴＥ ＢＰ−１１６７）など）が好ましい。

微生物製剤を製造する際に使用する微生物の具体例としては、バークホルデリア・アルボリス、カンジダ・シリンドラセア、及びヤロウィア・リポティカが挙げられ、これらを２又は３種組み合わせて使用することが望ましい。

微生物は、公知の方法により培養することで製造することができる。微生物製剤の形態としては、例えば、液体状態、乾燥状態、ペースト状態、おがくず等の粉体・粒体に吸着させた状態が挙げられる。また、微生物製剤は、担体に固定した状態で使用することもできる。

このような担体を使用することでウォッシュアウトを避けることができる。担体の材質としては、微生物を固定できるものであれば特に制限なく使用でき、例えば、炭素繊維（ＰＡＮ系、ピッチ系、フェノール樹脂系等）、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリエチレングリコール樹脂、アクリル樹脂、ゼラチン、アルギン酸ナトリウム、カラギーナン、デキストリン、セラミックス、シリコン、金属、これらの複合体などが挙げられる。微生物の固定化率及び微生物の作用効率を高めるために、多孔質又は繊維状の担体を用いることが好ましい。また、ゲル状担体に微生物を包括してもよい。担体の形状は、例えば、立方体状、直方体状、円柱状、球状、円板状、シート状、膜状などが挙げられる。しかしながら、本発明の方法では、このような担体を使用しなくても十分な油脂分解効果が得られるので、担体の使用は必須ではない。

油脂分解槽への微生物製剤の投入方法は、連続式及び間欠式のいずれかである。間欠式とは、微生物製剤を定期的に投入する方式を意味する。

微生物製剤の油脂分解槽への投入量は、微生物が油脂分解槽に（安定的に）定着できる量である。ここで、「定着」とは、目的微生物が淘汰されずに油脂分解が可能な程度、油脂分解槽に存在する状態のことを意味する。すわなち、排水が連続的に流出する条件であっても、投入した微生物がウォッシュアウトされない状態のことである。

好ましい実施形態においては、本発明の油脂分解方法において担体を使用しない。本発明は予想外に、担体を使用することなく、処理排水の油脂含有量に応じて投入微生物量を決定し、従来より低い油脂分解槽内微生物濃度によって、ウォッシュアウトを回避しながらも排水中の油脂を十分に分解することを可能にした。ウォッシュアウトとは、連続系の流出速度に菌体増殖速度がおいつけず、濃度を維持できない現象をいう。一般的に、理想的な連続系は定常状態であり、下記式が成立する。
投入微生物量（ｃｅｌｌ／ｈ）＋微生物増殖量（ｃｅｌｌ／ｈ）＝流出微生物量（ｃｅｌｌ／ｈ）
ここで、
投入微生物量（ｃｅｌｌ／ｈ）＝微生物製剤微生物濃度（ｃｅｌｌ／Ｌ）×微生物製剤添加速度（Ｌ／ｈ）
微生物増殖量（ｃｅｌｌ／ｈ）＝比増殖速度（１／ｈ）×槽内微生物濃度（ｃｅｌｌ／Ｌ）×槽容量（Ｌ）
流出微生物量（ｃｅｌｌ／ｈ）＝流出水中微生物濃度（ｃｅｌｌ／Ｌ）×排水流出速度（Ｌ／ｈ）
である。

通常、投入微生物量は槽内の微生物増殖量より桁違いに低く、増殖した微生物によって排水処理を試みるのが当該分野の一般的な認識であった。しかしながら、本発明者は、微生物を増殖させることを企図せず、仮に投入した微生物が増殖しない場合でも補うことができるかを検討し、
投入微生物量＝流出微生物量
で補うことを考えた。投入した微生物が増殖しない場合において、下記式が成立する。
微生物製剤中微生物濃度×微生物製剤添加量＝流出水中微生物濃度×油脂分解槽体積
すなわち、
微生物製剤中微生物濃度×微生物製剤添加量／油脂分解槽体積
＝投入時投入微生物濃度＝流出水中微生物濃度
すなわち、投入微生物濃度が排水における油脂分解を担うことになる。当該分野では十分に油脂分解を行うためには、微生物を増殖させ、増殖した微生物によって油脂分解を達成する必要があると認識されていたが、本発明者は予想外に、投入微生物濃度によって、微生物の増殖に依存することなく油脂分解を達成することができることを見出した。もちろん、投入した微生物が増殖する場合であっても、本発明の利点は同様に享受可能である。

通常、微生物は炭素源を消費し、消費量に菌体収率を乗じた分を菌体成分に変換して増殖する。油脂分解における炭素源は油脂であるので、理論上は、油脂の分解に伴い菌体が増殖する。増殖量を決めるのが菌体収率であり、多くの場合、０．５程度であるが、環境条件によって変わる。すなわち、炭素収支で考えると、通常、分解した油脂の半分が増殖菌体となり、残りの半分が、エネルギー源として菌体細胞の維持に利用されながら二酸化炭素にまで無機化される。増殖しないということは、基本的には、見かけの菌体収率がゼロということであり、分解された油脂の全てが菌体維持に使われるか、増殖した菌体が同じ速度で死滅しているあるいは淘汰されていることになる。これは、通常では考えられない事象であり、また、排水処理の理論の基礎となる生物化学工学が教える、一般的な操作ではない。しかし、他の微生物との生存競争が厳しい場合、油脂量と投入微生物量とのバランスによって、そのような操作が可能であることを、発明者は見出した。このバランスが崩れ、油脂量に対し投入微生物量が少なすぎる場合、微生物が増殖できる余地はあるが、余分な油脂は残存する。逆に、油脂量に対し投入微生物量が多すぎる場合、菌体維持に必要な炭素源を得ることができず、微生物濃度が減少する。このような条件は、投入微生物を無駄に消費する状態を引き起こす。すなわち、雑多な微生物が存在し、生存競争の厳しい排水中の油脂量に応じた投入菌体量を見出したことが、本発明の最も重要な局面の一つである。

微生物製剤を油脂分解槽に間欠的に投入する場合、微生物製剤の投入量は、油脂分解槽中の排水に対し、好ましくは５．０×１０^４〜１．０×１０^７ ｃｅｌｌｓ／ｍＬ、より好ましくは１．０×１０^５〜１．０×１０^７ ｃｅｌｌｓ／ｍＬ、更に好ましくは５．０×１０^５〜５．０×１０^６ ｃｅｌｌｓ／ｍＬ、最も好ましくは１．０×１０^６〜３．０×１０^６ ｃｅｌｌｓ／ｍＬとなる量である。定期的に投入される微生物の投入間隔は、油脂分解槽における排水の滞留時間から２４時間の間で設定することが望ましい。ここでの微生物製剤の投入量は、微生物製剤に最も多く含まれる種類の微生物の濃度とすることもできる。

微生物製剤を連続的に投入する場合、次式にＦＸ、Ｆ、ＩＸを代入してＳＸを求める。

微生物製剤供給速度（ＦＸ）：処理排水流量（Ｆ）
＝油脂分解槽流入希釈後微生物濃度（ＩＸ）：供給微生物濃度（ＳＸ）
ＩＸは、油脂分解槽中の排水に対し、好ましくは５．０×１０^４〜１．０×１０^７ ｃｅｌｌｓ／ｍＬ、より好ましくは１．０×１０^５〜１．０×１０^７ ｃｅｌｌｓ／ｍＬ、更に好ましくは５．０×１０^５〜５．０×１０^６ ｃｅｌｌｓ／ｍＬ、最も好ましくは１．０×１０^６〜３．０×１０^６ ｃｅｌｌｓ／ｍＬとなるように計算する。また、ＦＸ：Ｆは典型的には１：１０００であるが、これに限定されるものではない。ここでの供給微生物濃度は、微生物製剤に最も多く含まれる種類の微生物の濃度とすることもできる。

複数種の微生物を使用する場合、油脂分解槽への投入は、各微生物を同時又は別々に行うことができる。

油脂分解槽中の油脂含有排水の溶存酸素濃度（ＤＯ）は、曝気撹拌などにより通常０．０５ ｍｇ／Ｌ以上、好ましくは０．１ ｍｇ／Ｌ以上、より好ましくは０．５ ｍｇ／Ｌ以上、最も好ましくは１ ｍｇ／Ｌ以上に保つことが望ましい。

油脂分解槽中の油脂含有排水のｐＨは、通常４．５〜９．０、好ましくは５．５〜８．５、より好ましくは６．０〜８．０の範囲内である。これらの範囲に入らない場合は、酸又はアルカリの添加により適宜ｐＨの調整を行い得る。

油脂分解槽中の油脂含有排水の温度は、通常１２℃〜４２℃、好ましくは１５℃〜４０℃、より好ましくは１５〜３７℃、更に好ましくは１８〜３７℃、最も好ましくは２０〜３５℃の範囲内に保つことが望ましい。これらの温度範囲に入らない場合は、加温又は冷却による温度調節を適宜行い得る。

代表的な実施形態において、本発明は、油脂分解槽のＨＲＴ （水理学的滞留時間）が１時間以上であるような油脂分解を対象とする。具体的には、油脂分解槽のＨＲＴは、通常１２時間以上、好ましくは１８時間以上、より好ましくは２０時間以上、更に好ましくは２４時間以上である。ｎ−Ｈｅｘが１００００ ｍｇ／Ｌを超える排水について、８０％以上のｎ−Ｈｅｘ値の低減を期待する場合は、ＨＲＴを通常１８時間以上、好ましくは２０時間以上、より好ましくは２４時間以上にする。ｎ−Ｈｅｘ値が３０００ ｍｇ／Ｌ以下の排水について、８０％以上のｎ−Ｈｅｘ値の低減を期待する場合は、ＨＲＴを通常８時間以上、好ましくは１２時間以上、より好ましくは１８時間以上にする。典型的には、いずれの処理においても、ＨＲＴは４８時間以内であり得る。

油脂分解槽に流入する排水中には、窒素が微生物に利用可能な形態、好ましくはアンモニウム塩、硝酸塩、硫酸塩、又は有機窒素化合物、より好ましくは硫酸アンモニウム、尿素、アミノ酸、又はペプトン、トリプトン、カザミノ酸などのペプチドを含む形態で存在していることが望ましい。必要な窒素の量はあらかじめラボスケール又はパイロットスケールの試験から推定するのが好ましく、一般的にはＣ／Ｎ ＝ ２〜５０の範囲（ここでのＣはｎ−Ｈｅｘ由来のみの炭素を指す）であり、好ましくはＣ／Ｎ ＝ ２〜３０、より好ましくはＣ／Ｎ＝２〜２０の範囲である。ただし、Ｃ／Ｎとは、排水中に含まれるｎ−Ｈｅｘ由来炭素原子と窒素原子の重量比である。排水中の窒素が不足するため上記範囲に入らない場合、必要量の窒素を上述の形態で、好ましくは硫酸アンモニウム又は尿素の形態で添加し得る。他の実施形態では、油脂の分解に伴うｐＨの低下を制御することを兼ねて、ｐＨの自動調整に合わせてアンモニアまたはその水溶液として供給することで、窒素を添加し得る。この供給は自動でも手動でもよい。

油脂分解槽に流入する排水中には、リン（Ｐ）が微生物が利用可能な形態、好ましくはリン酸塩又は核酸、より好ましくはリン酸塩の形態で存在していることが望ましい。必要なリンの量はラボスケール又はパイロットスケールの試験から推定することが望ましく、一般的には、排水中の窒素に対してＮ／Ｐ ＝ １〜２０となる量である。ただし、Ｎ／Ｐとは、排水中に含まれる窒素原子とリン原子の重量比である。排水中のリンが不足するため上記範囲に入らない場合は、必要量のリンをリン酸塩の形態で添加し得る。この添加は自動でも手動でもよい。

油脂分解槽の微生物濃度は排水中の油脂濃度に依存し、油脂濃度が高いほど菌体濃度も高く維持される。投入微生物濃度が薄いと、排水中の油脂により増殖が活発になるため、かえって微生物濃度が高くなる場合がある。逆に投入微生物量が十分であると、油脂濃度が十分に低下し、微生物量は低い濃度で維持される場合がある。

油脂分解槽が発泡する場合は、対策として、ＨＲＴを短くする、シャワリング、消泡剤添加などの消泡操作を行うことができる。ただし、消泡剤は微生物の生育を阻害するものがあるので、添加量は当該事項を考慮して設定することが望ましい。

排水が微生物の生育を抑制するほどの塩素、抗生物質などを含む場合は、除去処理を施した後、あるいは排水処理システム全体を考慮してこれら生育抑制物質の濃度が低下した後段（例えば、調整槽の後）などに微生物製剤を投入し得る。

油脂分解槽からの流出水のｎ−Ｈｅｘ値は、流入水のｎ−Ｈｅｘ値が３００ ｍｇ／Ｌ程度以下の低濃度排水の場合、好ましくは６０ ｍｇ／Ｌ以下、より好ましくは３０ ｍｇ／Ｌ以下である。流入水のｎ−Ｈｅｘ値が３０００ ｍｇ／Ｌ程度の中濃度排水の場合、好ましくは６００ ｍｇ／Ｌ以下、より好ましくは３００ ｍｇ／Ｌ以下、更に好ましくは１５０ ｍｇ／Ｌ以下、最も好ましくは３０ ｍｇ／Ｌ以下である。流入水のｎ−Ｈｅｘ値が１００００ ｍｇ／Ｌ程度の高濃度排水の場合、好ましくは１０００ ｍｇ／Ｌ以下、より好ましくは５００ ｍｇ／Ｌ以下、更に好ましくは１００ ｍｇ／Ｌ以下、最も好ましくは３０ ｍｇ／Ｌ以下である。流入水のｎ−Ｈｅｘ値が３００００ ｍｇ／Ｌ程度以上の高濃度排水の場合、好ましくは３０００ ｍｇ／Ｌ以下、より好ましくは１０００ ｍｇ／Ｌ以下、更に好ましくは３００ ｍｇ／Ｌ以下である。

また、本発明の方法により、油脂含有排水のｎ−Ｈｅｘ値を、好ましくは８０％以上、より好ましくは９０％以上、更に好ましくは９５％以上、最も好ましくは９９％以上低下させることができる。

その結果、多くの排水において、油脂分解槽からの流出水のｎ−Ｈｅｘ値を、多くの自治体で下水道への放流基準値となっている３０ ｍｇ／Ｌ未満に下げることも可能である。この基準値を達成すると、ｎ−Ｈｅｘ値だけに着目すれば、後段の活性汚泥処理などの本処理すら不要となる。

連続系での微生物による油脂分解処理のためには、微生物を十分に増殖させる必要があるというのが従来の当該分野における認識であったが、本発明者は、予想外に、従来の認識ほど微生物を増殖させることなく油脂分解が達成され得ることを発見した。これまでは投入微生物量に対して数１００倍以上数１０００倍以下の量まで微生物を増殖させる必要があると考えられていたが、本発明者は、投入微生物量に対して１００倍以下、あるいは数１０倍程度の量までしか微生物を増殖させなくても排水処理が首尾よく行われることを見出した。例えば流出水中の投入した微生物の量は、投入した量に対して、好ましくは０．０１倍以上１００倍以下、０．０１倍以上１０倍以下、０．１倍以上１００倍以下、０．１倍以上１０倍以下、０．５倍以上１００倍以下、０．５倍以上１０倍以下、１倍以上１００倍以下、１倍以上１０倍以下であり、好ましくは０．１倍以上１０倍以下である。そのため、１つの実施形態において、油脂分解槽からの流出水中の投入した微生物の量は、１×１０^８ ｃｅｌｌｓ／ｍＬ以下であり得る。これによって流出水中の微生物量が抑制され、環境への影響を低減することができた。微生物の増殖量は、餌（炭素源）である油脂の量によるので、排水中の油脂量に合わせて投入する微生物量を投入することで、微生物量をコントロールし、効率的な油脂分解が達成できる。従来、処理せねばならない油脂量に必要な微生物量に関する情報は存在しなかった。１つの実施形態において、油脂分解槽に投入される微生物製剤の量は、油脂分解槽に流入する油脂含有排水中のノルマルヘキサン抽出物１ｍｇ当たり、３．０×１０^４〜１．０×１０^８ ｃｅｌｌｓ、好ましくは３．０×１０^４〜１×１０^７ｃｅｌｌｓである。このように油脂分解槽に流入する油脂含有排水中のノルマルヘキサン抽出物の量に応じて投入する微生物製剤の量を決定することにより、無駄な微生物を消費することなく効率的な油脂分解が達成され得る。

本発明の油脂含有排水処理方法は、上記工程以外にも追加の工程を含むことができる。そのような工程としては、例えば、油脂分解槽からの流出水の全部又は一部を再度油脂分解槽に戻す工程などが挙げられる。しかしながら、本発明の方法では、このような返送処理を行わなくても十分な油脂分解効果が得られるので、油脂分解槽からの流出水の全部又は一部を再度油脂分解槽に戻すことは必須ではない。

通常、純粋微生物のバッチ培養では、基質の炭素源を消費しながら微生物は桁違いに増殖する。典型的には数百倍ほど増殖する。これが生物工学の常識であった。しかし、無数の種類と数の微生物が存在する排水の流れの中では、投入微生物の栄養分となる油脂が存在していても、純粋微生物のバッチ培養のように数百倍に増えることは難しい。油脂の濃度がそれほど高くない条件では、微生物濃度が減少することさえある。

しかし、このような条件でも、本発明によれば、油脂の効率的分解は可能である。本発明は、いかに排水中で投入微生物を増殖させるかがポイントではなく、油脂の濃度に応じた一定濃度以上の投入微生物が排水中に存在していればよいという新しい概念に基づくものである。

本発明の方法によれば、油脂分解能力を有する微生物製剤を油脂分解槽に連続的又は間欠的に投入することで、連続的に流入出し、雑多な微生物が存在する排水であっても、油脂の濃度を効果的に低下させることが可能である。本発明では、微生物は油脂分解槽中で必ずしも増殖する必要はなく、増殖できなくても油脂分解が可能である。

また、本発明では、投入微生物以外にも雑多な微生物が存在し、油脂含有排水が連続的に流入出するという投入微生物が増殖しにくいプロセスであるが、該微生物がウォッシュアウトされず油脂分解槽中に定着させることが可能である。

本発明の方法は、広範囲の油脂濃度に対応可能であり、また、従来より低い量の微生物で効果が出るのでコストの面で優れている。

（装置およびシステム）
本発明はまた、本発明の処理方法における使用のための装置またはシステムも提供し得る。本発明の装置またはシステムは、典型的には、微生物製剤の保管槽と、微生物製剤の増幅槽と、油脂含有排水が連続的に流入出する油脂分解槽とを含み得る（図１８）。

本発明の装置またはシステムにおける微生物製剤の保管槽は、植種源となる微生物製剤を保管する槽であり、容量３０〜２００ Ｌのタンクであるが、容量はこれに限定されるものではない。本発明の保管槽は、典型的には金属製、プラスチック製またはガラス製であるが、これに限定されるものではない。本発明の保管槽は、必要に応じて曝気のためのブロアを備え得る。図１８においては、保管槽は冷蔵庫に格納されているが、必ずしもこれに限定されない。

好ましい実施形態において、本発明の方法においては複数種の微生物を種菌として使用し、本発明の保管槽は各種微生物を種類ごとに個別に保管するための複数の保管タンクを備えることができる。このように微生物の種類ごとに個別に保管することにより、微生物製剤中の微生物の活性を長期間保持することができる。

本発明の微生物の増幅槽は、典型的に、容積３０〜１０００ Ｌの、円筒形または角筒形で、金属製、プラスチック製またはガラス製の槽であり得る。好ましくは、増幅槽は温調器および温度計を備え、微生物培養（増幅）中の温度の制御が可能である。制御される温度は典型的には１８〜３５℃、好ましくは２５〜３３℃、より好ましくは２８〜３０℃である。増幅槽内に水位計や液面センサーＬ１を設置し、下限、上限、中位の液面の制御を可能にしてもよい。さらにこの液面センサーは発泡センサーを兼ねてもよく、あるいは別の原理で発砲を感知するシステムを設置してもよい。これら発泡を感知するシステムと連動して消泡剤を自動供給するシステムを備え得る。また、増幅槽はブロアを備え得る。

本発明の増幅槽には、ポンプＰ１によって保管槽において保管されている微生物製剤が、ポンプＰ２によって栄養剤が、ポンプＰ３によって活性化剤が、規定された量、自動で供給され得る。

活性化剤は活性化剤タンクにおいて保管されており、活性化剤タンクは、微生物の増殖に必要な栄養素を含む無機塩類の溶液を保管する、容量が典型的には３〜１００ Ｌ、好ましくは１０〜５０ Ｌのタンクで、典型的には金属製またはプラスチック製またはガラス製であり、好ましくはプラスチック製である。活性化剤タンクは、冷蔵庫に格納され得る。

栄養剤は栄養剤タンクにおいて保管されており、これは微生物の炭素源となる油を保管する、容量が典型的には３〜１００ Ｌ、好ましくは１０〜５０ Ｌのタンクで、典型的には金属製またはプラスチック製またはガラス製であり、好ましくはプラスチック製である。栄養剤タンクは、冷蔵庫に格納され得る。

図示していないが、本発明のシステムはさらに、微生物の炭素源となる油以外の有機物またはその溶液を保管する、容量が典型的には３〜１００ Ｌ、好ましくは１０〜５０ Ｌのタンクを備えてもよく、このタンクは、典型的には金属製またはプラスチック製またはガラス製であり、好ましくはプラスチック製である。このタンクは、冷蔵庫に格納され得る。

培養槽および製剤タンクには、散気管または散気球、あるいはマイクロバブル・ナノバブル発生装置を設置してもよい。

微生物培養槽において増殖された微生物が、ポンプＰ４を介して本発明の油脂分解槽に投入され、油脂分解槽において、排水中の油脂分解が行われる。本発明の油脂分解槽は、タンク、ブロア、およびセンサーＬ２を備え得る。油脂分解槽のセンサーＬ２は、温度、ｐＨ、溶存酸素濃度、発泡レベルの１または複数を検知するものであり得る。

一つの実施形態では、本発明の装置またはシステムはまた、本発明の油脂含有排水処理方法を実施するコンピュータプログラム（単に「プログラム」ともいう。）、および／または、本発明の装置もしくはシステムを制御するためのプログラムを格納した実施／制御部を備え得る。本発明はまた、本発明の油脂含有排水処理方法を実施するプログラム、および／または、本発明の装置もしくはシステムを制御するためのプログラムを格納した記録媒体（例えば、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ、ＵＳＢ（フラッシュ）メモリなど）を提供する。

このようなプログラムは、例えば、油脂含有排水が連続的に流入出する油脂分解槽に、油脂分解能力を有する微生物製剤を連続的又は間欠的に投入し、油脂を分解する工程を本発明の装置またはシステムに実施させ、あるいは同装置またはシステムの制御を実装するようにコードされていてもよい。本発明で用いられる実施／制御部またはプログラムは、利用される微生物製剤の投入量が、微生物が油脂分解槽に定着できる量となるように計算および／または制御するよう構成されている。この実施／制御部またはプログラムは、微生物製剤の投入量を、油脂分解槽中の排水に対して５．０×１０^４〜１．０×１０^７ ｃｅｌｌｓ／ｍＬとなる量である、あるいは、油脂分解槽に流入する油脂含有排水中のノルマルヘキサン抽出物１ｍｇ当たり、例えば、３．０×１０^４〜１．０×１０^８ ｃｅｌｌｓ、好ましくは３．０×１０^４〜１．０×１０^７ ｃｅｌｌｓであるように本発明の装置またはシステムを制御することを実装するように構成されていてもよい。この投入量は、本明細書の記載に基づいて、実際に実施する状況に応じて適宜変動させてもよい。本発明の装置またはシステムはまた、投入量を決定するために、排水量やその排水中のノルマルヘキサン抽出物に関する値の測定を行うことができるように構成されていてもよい。

本発明の実施／制御部またはプログラムで実現される各種機能は、その一部または全部が手動で実現されてもよい。

本発明の実施／制御部またはプログラムで実現される各種機能は、その一部または全部が人工知能（ＡＩ）または機械学習によって実現または最適化されてもよい。

一つの実施形態では、本発明の装置またはシステムはまた、油脂分解槽中の油脂含有排水の溶存酸素濃度を制御することができるように構成されていてもよい。そのような構成は、酸素濃度を制御する酸素濃度制御部を別途設けてもよく、上記実施／制御部またはプログラムによる制御によって、実現されてもよく、その一部または全部が手動で実現されてもよく、その一部または全部が人工知能（ＡＩ）または機械学習によって実現または最適化されてもよい。酸素濃度は、ブロワーやコンプレッサーなどの空気供給源によって供給されるが、供給量は、溶存酸素濃度と連動して自動調整される。さらに、酸素の溶解効率を高めるため、攪拌装置などを設け、攪拌速度を溶存酸素濃度と連動するように制御してもよい。さらに、溶存酸素の変動に基づいて分解活性を間接的にモニタリングし、溶存酸素の減少がほぼない時は油分解が終了または進んでいないと判断し、投入微生物製剤量をフィードバック制御するシステムを組み込んでもよい。

一つの実施形態では、本発明の装置またはシステムはまた、油脂分解槽中の油脂含有排水のｐＨを制御するように構成されていてもよい。そのような構成は、ｐＨを制御するｐＨ制御部を別途設けてもよく、上記実施／制御部またはプログラムによる制御によって、実現されてもよく、その一部または全部が手動で実現されてもよく、その一部または全部が人工知能（ＡＩ）または機械学習によって実現または最適化されてもよい。ｐＨの制御は、当該分野で公知の任意の手段や手法によって実現することができ、例えば、適量の酸やアルカリを加えることによって実現することができる。したがって、ｐＨの制御のために、ｐＨを測定し、その測定値やその他のパラメータ（例えば、容積など）に基づいて、投入すべき酸および／またはアルカリの量を計算し、計算結果に基づいて酸および／またはアルカリを投入することによって実現することができる。好ましい実施形態において、図１８に示すように、油脂分解槽は、ｐＨが設定範囲外になったときに自動でｐＨ調整を行うｐＨ調整タンクを備え得る。１つの実施形態において、ｐＨ調整タンクは、ｐＨが設定範囲外になったときに自動で、例えばポンプＰ６を介して２Ｎ硫酸又は２Ｎ水酸化ナトリウム水溶液などを油脂分解槽に自動添加し、油脂分解槽内のｐＨを設定範囲内に調整し得る。あるいは、水酸化ナトリウムに代えて、アンモニアまたはその水溶液を、窒素源の供給と兼ねて添加してもよい。さらに、油脂分解が進むと槽内の処理水が酸性に傾くことを利用して、ｐＨの減少またはアルカリの消費量に基づいて分解活性を間接的にモニタリングし、投入微生物製剤量をフィードバック制御するシステムを組み込んでもよい。

一つの実施形態では、本発明の装置またはシステムはまた、油脂分解槽の油脂含有排水の温度を制御するように構成されていてもよい。そのような構成は、温度制御部を別途設けることによって実現されてもよく、上記実施／制御部またはプログラムによる制御によって、温度制御が実現されてもよく、その一部または全部が手動で実現されてもよく、その一部または全部が人工知能（ＡＩ）または機械学習によって実現または最適化されてもよい。そのような温度制御は、１２〜４２℃の範囲内に制御することができる能力を含むことが好ましいが、これに限定されない。温度制御は、当該分野で公知の任意の手段によって達成することができる。好ましい実施形態において、図１８に示すように、センサーＬ２において測定された温度が設定範囲を下回ると、ヒーターによって排水が加温され、温度が設定範囲まで上昇され得る。あるいは、ボイラ廃熱などの廃熱や、高温の排水の直接添加や熱交換を利用し得る。また、センサーＬ２に置いて測定された温度が設定温度範囲を上回ると、クーラーによって排水が冷却され、温度が設定温度まで低下され得る。あるいは、冷却水の注水や冷水との熱交換、冷気の供給を利用し得る。さらに、分解による発酵熱で温度が上昇するという原理を利用して、温度上昇の程度または冷却システムの作動を感知し、投入微生物製剤量をフィードバック制御するシステムを組み込んでもよい。

一つの実施形態では、本発明の装置またはシステムはまた、油脂分解槽中の油脂含有排水のＣ／Ｎを制御するように構成されていてもよい。この油脂含有排水のＣ／Ｎの範囲は、２〜５０、２〜３０、あるいは２〜２０であることが好ましいが、これに限定されない。そのようなＣ／Ｎ制御は、Ｃ／Ｎ制御部を別途設けることによって実現されてもよく、上記実施／制御部またはプログラムによる制御によって、Ｃ／Ｎ制御が実現されてもよく、その一部または全部が手動で実現されてもよく、その一部または全部が人工知能（ＡＩ）または機械学習によって実現または最適化されてもよい。排水中の窒素が不足するため上記範囲に入らない場合、必要量の窒素（好ましくは硫酸アンモニウム又は尿素）をＮ源タンクから、例えばポンプＰ７を介して添加し得る（図１８）。あるいは、ｐＨ調製と連動させる形式でアンモニア水などを添加し得る。

一つの実施形態では、本発明の装置またはシステムはまた、油脂分解槽中の油脂含有排水のＮ／Ｐを制御するように構成されていてもよい。この油脂含有排水のＮ／Ｐの範囲は、１〜２０、１〜１０、あるいは１〜５であることが好ましいが、これに限定されない。そのようなＮ／Ｐ制御は、Ｎ／Ｐ制御部を別途設けることによって実現されてもよく、上記実施／制御部またはプログラムによる制御によって、Ｎ／Ｐ制御が実現されてもよく、その一部または全部が手動で実現されてもよく、その一部または全部が人工知能（ＡＩ）または機械学習によって実現または最適化されてもよい。排水中のリンが不足するため上記範囲に入らない場合は、必要量のリンをリン酸塩の形態で、Ｐ源タンクから、例えばポンプＰ８を介して添加し得る（図１８）。また、上記の窒素源およびリン酸塩を含む水溶液を、Ｎ／Ｐが上記の範囲にあるようにあらかじめ調製した一つの活性化剤として一つのタンクに保管し、まとめて供給し得る。

一つの実施形態では、本発明の装置またはシステムはまた、油脂分解槽からの流出水中の投入微生物量を制御するように構成されていてもよい。そのような投入微生物量制御は、投入微生物量制御部を別途設けることによって実現されてもよく、上記実施／制御部またはプログラムによる制御によって、投入微生物量制御が実現されてもよく、その一部または全部が手動で実現されてもよく、その一部または全部が人工知能（ＡＩ）または機械学習によって実現または最適化されてもよい。

好ましい実施形態において、油脂分解槽はまた、発泡状況を検知するための発泡センサーも備え得る。油脂分解槽はさらに、発泡センサーによって発泡を感知すると消泡剤を自動投入する消泡タンクを備え得る。さらに、発泡中は油脂の分解が活発であることを示している場合も多いので、これを利用して、発泡センサーまたは消泡剤の添加と連動して、投入微生物製剤量をフィードバック制御するシステムを組み込んでもよい。

本発明の油脂分解槽はさらに、指定した日時に必要量をサンプリングする採水ポンプが取り付けられていてもよく、設定に従って冷蔵庫内の採水タンクに送液され得る。

１つの実施形態において、本発明の油脂分解槽は、油脂分解槽における排水の油脂分解の程度を確認するための確認手段を備え得る。この確認手段による確認は、例えば排水を遠心分離し、その上清の状況から油脂分解の程度を評価することであってもよい。

油脂分解槽において処理された排水は、例えばポンプＰ９を介して、活性汚泥槽等の後段処理に供され得る。

以下、本発明を更に詳しく説明するため実施例を挙げる。しかし、本発明はこれら実施例等になんら限定されるものではない。

試験例１：溶存酸素濃度（ＤＯ）の影響
ｎ−Ｈｅｘ値が約１００００ ｍｇ／Ｌの油分を含む７Ｌの食品工場排水を１０Ｌファーメンター（（株）バイオット製）に仕込み、様々な溶存酸素濃度下、３０℃にて油分のバッチによる分解試験を行った。なお、この排水中には、もともと３×１０^８ ｃｅｌｌｓ／ｍＬほどの微生物が存在していることが、ＬＢ寒天培地上でのコロニー計数より示された。微生物製剤にはバークホルデリア・アルボリスとヤロウィア・リポリティカの混合製剤を使用し、前者の微生物濃度が１．０×１０^６ ｃｅｌｌｓ／ｍＬになるように、分解試験開始時に植菌した。後者の微生物濃度は、植菌時も培養中も前者の１／１０程度の細胞数であることが通常であるため、前者の濃度を総投入微生物濃度とした。

溶存酸素濃度（ＤＯ）は、ガルバニ式発酵用ＤＯ電極により常時モニタリングし、曝気量と攪拌速度により調整した。分解試験中、ｐＨは密閉型ｐＨ電極により常時モニタリングし、６．０〜８．０となるように、希塩酸と水酸化ナトリウム水溶液の添加により自動調整した。試験液を経時的にサンプリングし、ｎ−Ｈｅｘ抽出物の濃度をＪＩＳ Ｋ ０１０２に準じて測定した。バッチ試験は３回実施し、その標準誤差をグラフに表記した。結果を図１に示す。

試験例２：ｐＨの影響
試験例１と同じ７Ｌの食品工場排水を１０Ｌファーメンター（（株）バイオット製）に仕込み、様々なｐＨ条件下、３０℃にて油分のバッチによる分解試験を行った。微生物製剤には試験例１と同じものを使用し、バークホルデリア・アルボリスの濃度が１．０×１０^６ ｃｅｌｌｓ／ｍＬになるように、分解試験開始時に植菌した。分解試験中、ＤＯは１．０以上となるように曝気攪拌を行った。ＤＯ及びｐＨの測定及び調整も試験例１と同様の方法で行った。試験液を経時的にサンプリングし、ｎ−Ｈｅｘ抽出物の濃度を試験例１と同じ方法で測定した。バッチ試験は３回実施し、その標準誤差をグラフに表記した。結果を図２に示す。

試験例３：温度の影響
試験例１と同じ７Ｌの食品工場排水を１０Ｌファーメンター（（株）バイオット製）に仕込み、様々な温度条件下にて油分のバッチによる分解試験を行った。微生物製剤には試験例１と同じものを使用し、バークホルデリア・アルボリスの濃度が１．０×１０^６ ｃｅｌｌｓ／ｍＬになるように、分解試験開始時に植菌した。分解試験中、ＤＯは１．０以上となるように曝気攪拌を行い、ｐＨは６．０〜８．０となるように調整した。ＤＯ及びｐＨの測定及び調整も試験例１と同様の方法で行った。試験液を経時的にサンプリングし、ｎ−Ｈｅｘ抽出物の濃度を試験例１と同じ方法で測定した。バッチ試験は３回実施し、その標準誤差をグラフに表記した。結果を図３に示す。

試験例４：炭素と窒素の比（Ｃ／Ｎ）の影響
キャノーラ油１％ （ｎ−ｈｅｘ 約１０，０００ ｍｇ／Ｌ相当）を含む無機塩培地７Ｌを１０Ｌファーメンター（（株）バイオット製）に仕込み、様々なＣ／Ｎ （各元素の重量比）の条件下、３０℃、ｐＨ６．０〜８．０にて油分のバッチによる分解試験を行った。無機塩培地の組成は、Ｎａ_２ＨＰＯ_４ ３．５ｇ／Ｌ，ＫＨ_２ＰＯ_４ ２．０ｇ／Ｌ，（ＮＨ_４）_２ＳＯ_４ ０．７７５〜３．６ｇ／Ｌ，ＭｇＣｌ_２・６Ｈ_２Ｏ ０．３４ｇ／Ｌ，ＦｅＳＯ_４・７Ｈ_２Ｏ ２．８ｍｇ／Ｌ， ＭｎＳＯ_４・５Ｈ_２Ｏ ２．４ｍｇ／Ｌ，ＣｏＣｌ_２・６Ｈ_２Ｏ ２．４ｍｇ／Ｌ，ＣａＣｌ_２・２Ｈ_２Ｏ １．７ｍｇ／Ｌ，ＣｕＣｌ_２・２Ｈ_２Ｏ ０．２ｍｇ／Ｌ，ＺｎＳＯ_４・７Ｈ_２Ｏ ０．３ｍｇ／Ｌ，ＮａＭｏＯ_４ ０．２５ｍｇ／Ｌであった。Ｃ／Ｎについては、１０以上については硫安（（ＮＨ_４）_２ＳＯ_４）の濃度を変えることによって調整した。Ｃ／Ｎが２以下の場合は、これに尿素を足して調整した。

キャノーラ油の炭素含有量についてはトリオレイン酸換算で計算した。これに、ｎ−Ｈｅｘ値が１００ ｍｇ／Ｌ以下であることがわかっている下水処理場の活性汚泥１Ｌを遠心分離し、上記無機塩培地５０ ｍＬに再懸濁したものを添加した。その結果、５×１０^６ ｃｅｌｌｓ／ｍＬほどの培養可能な微生物があらかじめ存在する試験液ができた。これに、試験例１と同じ微生物製剤を、バークホルデリア・アルボリスの濃度が１．０×１０^６ ｃｅｌｌｓ／ｍＬになるように、分解試験開始時に植菌した。分解試験中、ＤＯは１．０以上となるように曝気攪拌を行った。ＤＯ及びｐＨの測定及び調整も試験例１と同様の方法で行った。試験液を経時的にサンプリングし、ｎ−Ｈｅｘ抽出物の濃度をＪＩＳ Ｋ ０１０２に準じて測定した。バッチ試験は３回実施し、その標準誤差をグラフに表記した。結果を図４に示す。

試験例５：窒素とリンの比（Ｎ／Ｐ）の影響
キャノーラ油１％ （ｎ−Ｈｅｘ 約１００００ ｍｇ／Ｌ相当）を含む無機塩培地７Ｌを１０Ｌファーメンター（（株）バイオット製）に仕込み、様々なＮ／Ｐ （各元素の重量比）の条件下、３０℃、ｐＨ６．０〜８．０にて油分のバッチによる分解試験を行った。無機塩培地の組成は、硫安とリン酸塩の濃度以外は試験例４と同じである。窒素源である（ＮＨ_４）_２ＳＯ_４の濃度については４ ｇ／Ｌと固定し、Ｎ／Ｐについてはリン源であるＮａ_２ＨＰＯ_４とＫＨ_２ＰＯ_４の濃度を変えることによって調整した。ただし、Ｎａ_２ＨＰＯ_４：ＫＨ_２ＰＯ_４ （重量比）は３．５：２に固定した。

微生物製剤には試験例１と同じものを使用し、バークホルデリア・アルボリスの濃度が１．０×１０^６ ｃｅｌｌｓ／ｍＬになるように、分解試験開始時に植菌した。分解試験中、ＤＯは１．０以上となるように曝気攪拌を行った。ＤＯ及びｐＨの測定及び調整も試験例１と同様の方法で行った。試験液を経時的にサンプリングし、ｎ−Ｈｅｘ抽出物の濃度をＪＩＳ Ｋ ０１０２に準じて測定した。バッチ試験は３回実施し、その標準誤差をグラフに表記した。結果を図５に示す。

試験例６：間欠式投入における投入時の投入微生物濃度の影響
工場の排水処理現場に、独自に設計・製作した現場実証デモ試験機を設置した。このデモ試験機は、原水中継槽（５０Ｌ）、油分解槽（６０Ｌ）、活性汚泥槽（３０Ｌ）、沈殿槽（１２．５Ｌ）、排出中継槽（５０Ｌ）から成り、現場の排水をポンプで原水中継槽に引き込み、順次、油分解槽、活性汚泥槽、沈殿槽に連続的に流す。これら各槽は排出中継槽に連結しており、各槽から任意の量を直接排出することができる。各槽ごとに処理量や滞留時間を設定することができ、沈殿槽からは、任意の量の沈降汚泥を活性汚泥槽に返送することが可能である。

油分解槽においては、設置されたセンサーにより温度、ｐＨ、ＤＯ、ＭＬＳＳが常時モニタリングされる。また、発泡状況も発泡センサーにより常時監視され、発泡を感知すると消泡剤が自動投入される。ｐＨは、設定範囲外になったときにｐＨ調整タンクから２Ｎ硫酸又は２Ｎ水酸化ナトリウム水溶液が自動添加され調整される。曝気は、ブロアから油分解槽流量計、活性汚泥槽流量計によって調整された量の空気を供給して行われる。油分解槽には、冷蔵庫内に設置された微生物製剤タンクから、設定した流量と時間で微生物製剤がポンプにより供給される。さらに、指定した日時に必要量をサンプリングできるように、油分解槽には採水ポンプが取り付けられており、設定に従って冷蔵庫内の採水タンクに送液される。

微生物製剤を間欠投入する分解試験を、実排水を連続的にデモ試験機に流しながら実施した。現場において、間欠投入時の微生物濃度をステップ式に上げていった。微生物製剤には、試験例１と同じバークホルデリア・アルボリスとヤロウィア・リポリティカの混合製剤を使用した。各投入時の投入微生物濃度において、データが安定する３日目と５日目の滞留時間経過直後の油脂分解槽からの流出水サンプルについて、ｎ−Ｈｅｘ抽出物の濃度をＪＩＳ Ｋ ０１０２に準じて測定し、油分の分解除去効果を調べた。これによって同条件での測定を２回ずつ（３日目と５日目）実施することになるため、再現性が確認された。

さらに、５日目のサンプリング時には、流出水中の微生物濃度を測定し、投入微生物の増殖状況を調べた（グラフ〇印）。微生物の濃度測定は、投入微生物についてはバークホルデリア・アルボリスの１６ＳリボソームＤＮＡをターゲットとしたリアルタイムＰＣＲにより、全微生物についてはＬＢ培地上でのコロニー計数によって行った。リアルタイムＰＣＲはサンプルごとに３回行い、全微生物濃度の測定は希釈段階ごとに３枚のプレートを作製し行って、標準誤差を求めた。また、微生物濃度を上げる前には一旦、微生物の供給を３日間停止し、ｎ−Ｈｅｘ値への影響を調べた。なお、どの条件でも、油脂分解槽のｐＨを中性付近に自動調整した。水温は２５〜３５℃の間であった。また、処理中、ＤＯが１ ｍｇ／Ｌ以上になるように曝気攪拌した。ｎ−Ｈｅｘ値については、ＪＩＳ Ｋ ０１０２に準じてサンプルごとに３回測定し、標準誤差を求めた。

６−１．低濃度油脂（ｎ−Ｈｅｘ値３００ ｍｇ／Ｌ程度）排水における結果
ｎ−Ｈｅｘ値のレベルが３００ ｍｇ／Ｌレベル、排水量１００トン／日の現場において、１／１０００の規模の１００Ｌ／日の処理速度で試験を行った。油脂分解槽の処理水体積を５０Ｌ、滞留時間を１２時間に設定した。５×１０^６、５×１０^７、１×１０^８、又は５×１０^８ ｃｅｌｌｓ／ｍＬの濃度の微生物製剤を処理水体積の１／１０００である５０ ｍＬずつ、滞留時間に合わせるように１日２回投入した。結果を図６に示す。投入時の投入微生物濃度は、５×１０^３、５×１０^４、１×１０^５、５×１０^５ ｃｅｌｌｓ／ｍＬとなる（×印）。

その結果、投入時の投入油分解菌濃度が５×１０^４ ｃｅｌｌｓ／ｍＬ以上で、ｎ−Ｈｅｘ値が大幅に減少した。微生物の投入を停止すると（投入時投入微生物濃度ゼロ）、油分の濃度が即日に上昇したが、再投入により油分の分解は速やかに回復した。油脂を分解しているにも関わらず、どの投入量においても投入した微生物の１００倍以上の増殖は認められなかった。また、投入時の投入油分解菌濃度が１×１０^５ ｃｅｌｌｓ／ｍＬで該微生物の増殖は認められず、５×１０^５ ｃｅｌｌｓ／ｍＬでは減少した。

培養中で微生物が増殖しなくても油脂分解効果が得られることはこれまでの生物工学の常識から外れるが、油脂の濃度がそれほど高くないため、増殖するための炭素源が不足したことが原因と考えられる。増殖しなくても投入した濃度の微生物で油分を十分に分解できたものと考えられる。よって、必要以上の高濃度の微生物を投入しても無駄であることがわかった。

また、この排水中には、投入微生物以外に、もともと２×１０^７ ｃｅｌｌｓ／ｍＬ程度の微生物（図６△印）が存在し、油脂分解微生物製剤を投入しても、全微生物濃度に大きな変動はなかった。流出水中の投入微生物の濃度は全微生物濃度の１％以下であり、投入微生物が優占種又は主要な種とならなくても分解効果が発揮可能であるということも、これまでの生物工学の常識から外れる。

６−２．中濃度油脂（ｎ−Ｈｅｘ値３０００ ｍｇ／Ｌ程度）排水における結果
ｎ−Ｈｅｘ値のレベルが３０００ ｍｇ／Ｌレベル、排水量１００トン／日の現場において、１／１２５０の規模の８０Ｌ／日の処理速度で試験を行った。油脂分解槽の処理水体積を６０Ｌ、滞留時間を１８時間に設定した。５×１０^７、１×１０^８、５×１０^８、１×１０^９ ｃｅｌｌｓ／ｍＬの濃度の微生物製剤を６０ ｍＬずつ、滞留時間に合わせるように１８時間ごとに投入した。結果を図７に示す。投入時の投入微生物濃度は、５×１０^４、１×１０^５、５×１０^５、１×１０^６ ｃｅｌｌｓ／ｍＬとなる（×印）。

その結果、投入時の投入微生物濃度が１×１０^５ ｃｅｌｌｓ／ｍＬ以上で、ｎ−Ｈｅｘ値が大幅に減少した。微生物の投入を停止すると（投入時投入微生物濃度ゼロ）、油分の濃度が即日に上昇したが、再投入により油分の分解は速やかに回復した。また、通常の微生物の培養と異なり、油分を効果的に分解しても投入した微生物の桁違いの増殖は認められず、逆に投入時の投入油分解菌濃度が１×１０^６ ｃｅｌｌｓ／ｍＬの時では、該微生物濃度は減少した。油脂の濃度がそれほど高くないため、増殖するための炭素源が不足したことが原因と考えられる。増殖しなくても投入した濃度の微生物で油分を十分に分解できたものと考えられる。よって、必要以上の高濃度の微生物を投入しても無駄であることがわかった。

また、この排水中には、投入微生物以外に、もともと８×１０^７ ｃｅｌｌｓ／ｍＬ程度の微生物（図７△印）が存在し、油分解微生物製剤を投入しても、全微生物濃度に大きな変動はなかった。流出水中の投入微生物の濃度は全微生物濃度の１％以下であり、投入微生物が優占種又は主要な種とならなくても分解効果は十分に発揮された。

６−３．高濃度油脂（ｎ−Ｈｅｘ値１００００ ｍｇ／Ｌ程度）排水における結果
ｎ−Ｈｅｘ値のレベルが３００００ ｍｇ／Ｌレベル、排水量１００トン／日の現場において、排水を地下水で３倍に希釈し、ｎ−Ｈｅｘ値を１００００ ｍｇ／Ｌ程度の希釈排水として、１／１２５０の規模の８０Ｌ／日の処理速度で試験を行った。油脂分解槽の処理水体積を６０Ｌ、滞留時間を１８時間に設定した。１×１０^８、５×１０^８、１×１０^９、３×１０^９ ｃｅｌｌｓ／ｍＬの濃度の微生物製剤を６０ ｍＬずつ、滞留時間に合わせるように１８時間ごとに投入した。結果を図８に示す。投入時の投入微生物濃度は、１×１０^５、５×１０^５、１×１０^６、３×１０^６ ｃｅｌｌｓ／ｍＬとなる（×印）。

その結果、投入時の投入微生物濃度が５×１０^５ ｃｅｌｌｓ／ｍＬ以上で、ｎ−Ｈｅｘ値が９５％以上低下した。微生物の投入を停止すると（投入時投入微生物濃度ゼロ）、油分の濃度が即日に上昇したが、再投入により油分の分解は速やかに回復した。また、通常の微生物の培養と異なり、油脂を分解しているにも関わらず、どの投入量においても投入した微生物の１００倍以上の増殖は認められなかった。さらに、油分を非常に効果的に分解しても投入した微生物の１０倍以上の増殖は認められなかった。また、投入時の投入微生物濃度が１×１０^６ ｃｅｌｌｓ／ｍＬで十分な油分解除去効果が得られており、それ以上の微生物を投入する意義はほとんど認めらなかった。

また、この希釈排水中には、投入微生物以外に、もともと４×１０^８ ｃｅｌｌｓ／ｍＬ程度の微生物（図８△印）が存在し、油脂分解微生物製剤を投入しても、全微生物濃度に大きな変動はなかった。流出水中の投入微生物の濃度は全微生物濃度の１％程度又はそれ以下であり、投入微生物が優占種又は主要な種とならなくても分解効果は十分に発揮された。

６−４．超高濃度油脂（ｎ−Ｈｅｘ値３００００ ｍｇ／Ｌ程度）排水における結果
ｎ−Ｈｅｘ値のレベルが３００００ ｍｇ／Ｌレベル、排水量１００トン／日の現場において、１／２０００の規模の５０Ｌ／日の処理速度で試験を行った。油脂分解槽の処理水体積を５０Ｌ、滞留時間を２４時間に設定した。５×１０^８、１×１０^９、３×１０^９、５×１０^９、１×１０^１０ ｃｅｌｌｓ／ｍＬの濃度の微生物製剤を５０ ｍＬずつ、滞留時間に合わせるように２４時間ごとに投入した。結果を図９に示す。投入時の投入微生物濃度は、５×１０^５、１×１０^６、３×１０^６、５×１０^６、１×１０^７ ｃｅｌｌｓ／ｍＬとなる（×印）。

その結果、投入時の投入微生物濃度が１×１０^６ ｃｅｌｌｓ／ｍＬ以上で、ｎ−Ｈｅｘ値が９９％以上低下した。微生物の投入を停止すると（投入時投入微生物濃度ゼロ）、油分の濃度が即日に上昇したが、再投入により油分の分解は速やかに回復した。通常の微生物の培養と異なり、油脂を分解しているにも関わらず、どの投入量においても投入した微生物の１００倍以上の増殖は認められなかった。さらに、油分を非常に効果的に分解しても投入した微生物の１０倍以上の増殖は認められなかった。投入微生物の濃度を変えても微生物の増殖レベルは同程度で、最大でも１×１０^７ ｃｅｌｌｓ／ｍＬレベルにまでしか増殖できなかった。よって、それ以上の微生物を投入しても無駄である。

また、この排水中には、投入微生物以外に、もともと１×１０^９ ｃｅｌｌｓ／ｍＬ以上の微生物（図９△印）が存在し、油脂分解微生物製剤を投入しても、全微生物濃度に大きな変動はなかった。流出水中の投入微生物の濃度は全微生物濃度の１％以下であり、投入微生物が優占種又は主要な種とならなくても分解効果は十分に発揮された。

試験例７：連続式投入における投入時の投入微生物濃度の影響
工場の排水処理現場に、試験例６と同じ現場実証デモ試験機を設置して、排水を連続的に流しながら、微生物製剤も連続投入する分解試験を行った。各現場において供給微生物濃度を３日毎に、投入時の投入微生物濃度が５×１０^３から１×１０^７ ｃｅｌｌｓ／ｍＬの範囲内になるように、ステップ式に上げていった。微生物製剤には、試験例１と同じバークホルデリア・アルボリスとヤロウィア・リポリティカの混合製剤を使用し、前者の微生物濃度を総投入微生物濃度とした。

各投入微生物濃度３日目に流出水のサンプリングを行い、ｎ−Ｈｅｘ抽出物の濃度をＪＩＳ Ｋ０１０２に準じて測定し、油分の分解除去効果を調べた。また、流出水中の投入微生物と全微生物の濃度を試験例６と同じ手法により分析した。最後に微生物製剤の供給を停止し、ｎ−Ｈｅｘ値への影響を調べた。なお、どの条件でも、油脂分解槽のｐＨは中性付近に自動調整した。水温は２５〜３５℃の間であった。また、処理中、ＤＯが１ ｍｇ／Ｌ以上になるように曝気攪拌した。ｎ−Ｈｅｘ値の分析については、サンプルごとに３回実施し、標準誤差を求めた。

７−１．低濃度油脂（ｎ−Ｈｅｘ値３００ ｍｇ／Ｌ程度）排水における結果
ｎ−Ｈｅｘ値のレベルが３００ ｍｇ／Ｌレベル、排水量１００トン／日の現場において、１／１０００の規模の１００Ｌ／日の処理速度で試験を行った。油脂分解槽の処理水体積を５０Ｌ、滞留時間を１２時間に設定した。５×１０^６、５×１０^７、１×１０^８、又は５×１０^９ ｃｅｌｌｓ／ｍＬの濃度の微生物製剤を処理水流量の１／１０００である４．１７ ｍＬ／ｈの供給速度で連続的に投入した。結果を図１０に示す。投入時の投入微生物濃度は、５×１０^３、５×１０^４、１×１０^５、５×１０^５ ｃｅｌｌｓ／ｍＬとなる（×印）。

その結果、間欠式投入のときと同様に、投入時の投入微生物濃度が５×１０^４ ｃｅｌｌｓ／ｍＬ以上で、ｎ−Ｈｅｘ値が大幅に減少した。微生物の投入を停止すると（投入時投入微生物濃度ゼロ）、油分の濃度が即日に上昇した。油脂を分解しているにも関わらず、どの投入量においても投入した微生物の１００倍以上の増殖は認められなかった。また、投入時の投入微生物濃度が１×１０^５ ｃｅｌｌｓ／ｍＬ で微生物の増殖は認められず、５×１０^５ ｃｅｌｌｓ／ｍＬでは減少した。よって、必要以上の高濃度の微生物を投入しても無駄であることがわかった。

また、この排水中には、投入微生物以外に、もともと２×１０^７ ｃｅｌｌｓ／ｍＬ程度の微生物（図１０△印）が存在し、油脂分解微生物製剤を投入しても、全微生物濃度に大きな変動はなかった。流出水中の投入微生物の濃度は全微生物濃度の１％程度又はそれ以下であり、投入微生物が優占種又は主要な種とならなくても分解効果が発揮可能であった。

７−２．中濃度油脂（ｎ−Ｈｅｘ値３０００ ｍｇ／Ｌ程度）排水における結果
ｎ−Ｈｅｘ値のレベルが３０００ ｍｇ／Ｌレベル、排水量１００トン／日の現場において、１／１２５０の規模の８０Ｌ／日の処理速度で試験を行った。油脂分解槽の処理水体積を６０Ｌ、滞留時間を１８時間に設定した。５×１０^７、１×１０^８、５×１０^８、１×１０^９ ｃｅｌｌｓ／ｍＬの濃度の微生物製剤を処理水量の１／１０００である３．３ ｍＬ／ｈの供給速度で連続的に投入した。結果を図１１に示す。投入時の投入微生物濃度は、５×１０^４、１×１０^５、５×１０^５、１×１０^６ ｃｅｌｌｓ／ｍＬとなる（×印）。

その結果、間欠式投入のときと同様に、投入時の投入微生物濃度が１×１０^５ ｃｅｌｌｓ／ｍＬ以上で、ｎ−Ｈｅｘ値が大幅に減少した。微生物の投入を停止すると（投入時投入微生物濃度ゼロ）、油分の濃度が即日に上昇した。また、油分を効果的に分解しても投入した微生物の桁違いの増殖は認められず、逆に投入時の投入微生物濃度が１×１０^６
ｃｅｌｌｓ／ｍＬの時では、全く増殖しなかった。よって、必要以上の高濃度の微生物を投入しても無駄であることがわかった。

また、この排水中には、投入微生物以外に、もともと８×１０^７ ｃｅｌｌｓ／ｍＬ程度の微生物（図１１△印）が存在し、油脂分解微生物製剤を投入しても、全微生物濃度に大きな変動はなかった。流出水中の投入微生物の濃度は全微生物濃度の１％以下であり、投入微生物が優占種又は主要な種とならなくても分解効果は十分に発揮された。

７−３．高濃度油脂（ｎ−Ｈｅｘ値１００００ ｍｇ／Ｌ程度）排水における結果
ｎ−Ｈｅｘ値のレベルが３００００ ｍｇ／Ｌレベル、排水量１００トン／日の現場において、排水を地下水で３倍に希釈し、ｎ−Ｈｅｘ値を１００００ ｍｇ／Ｌ程度の希釈排水として、１／１２５０の規模の８０Ｌ／日の処理速度で試験を行った。油脂分解槽の処理水体積を６０Ｌ、滞留時間を１８時間に設定した。１×１０^８、５×１０^８、１×１０^９、３×１０^９ ｃｅｌｌｓ／ｍＬの濃度の微生物製剤を処理水量の１／１０００である３．３ ｍＬ／ｈの供給速度で連続的に投入した。結果を図１２に示す。投入時の投入微生物濃度は、１×１０^５、５×１０^５、１×１０^６、３×１０^６ ｃｅｌｌｓ／ｍＬとなる（×印）。

その結果、間欠式投入のときと同様に、投入時の投入微生物濃度が５×１０^５ ｃｅｌｌｓ／ｍＬ以上で、ｎ−Ｈｅｘ値が９５％以上低下した。微生物の投入を停止すると（投入時投入微生物濃度ゼロ）、油分の濃度が即日に上昇した。また、通常の微生物の培養と異なり、油脂を分解しているにも関わらず、どの投入量においても投入した微生物の１００倍以上の増殖は認められなかった。さらに、油分を効果的に分解しても投入した微生物の１０倍以上の増殖は認められなかった。また、投入時の投入油分解菌濃度が１×１０^６
ｃｅｌｌｓ／ｍＬで十分な油分解除去効果が得られており、それ以上の微生物を投入する意義はほとんど認めらなかった。

また、この希釈排水中には、投入微生物以外に、もともと４×１０^８ ｃｅｌｌｓ／ｍＬ程度の微生物（図１２△印）が存在し、油脂分解微生物製剤を投入しても、全微生物濃度に大きな変動はなかった。流出水中の投入微生物の濃度は全微生物濃度の１％程度又はそれ以下であり、投入微生物が優占種又は主要な種とならなくても分解効果は十分に発揮された。

７−４．超高濃度油脂（ｎ−Ｈｅｘ値３００００ ｍｇ／Ｌ程度）排水における結果
ｎ−Ｈｅｘ値のレベルが３００００ ｍｇ／Ｌレベル、排水量１００トン／日の現場において、１／２０００の規模の５０Ｌ／日の処理速度で試験を行った。油脂分解槽の処理水体積を５０Ｌ、滞留時間を２４時間に設定した。５×１０^８、１×１０^９、３×１０^９、５×１０^９、１×１０^１０ ｃｅｌｌｓ／ｍＬの濃度の微生物製剤を２．１ ｍＬ／ｈの供給速度で連続的に投入した。結果を図１３に示す。投入時の投入微生物濃度は、５×１０^５、１×１０^６、３×１０^６、５×１０^６、１×１０^７ ｃｅｌｌｓ／ｍＬになる（×印）。

その結果、間欠式投入のときと同様に、投入時の投入微生物濃度が１×１０^６ ｃｅｌｌｓ／ｍＬ以上で、ｎ−Ｈｅｘ値が９９％以上低下した。微生物の投入を停止すると（投入時投入微生物濃度ゼロ）、油分の濃度が即日に上昇した。通常の微生物の培養と異なり、油脂を分解しているにも関わらず、どの投入量においても投入した微生物の１００倍以上の増殖は認められなかった。さらに、油分を効果的に分解しても投入した微生物の１０倍以上の増殖は認められなかった。投入微生物の濃度を変えても微生物の増殖レベルは同程度で、最大でも１×１０^７ ｃｅｌｌｓ／ｍＬレベルにまでしか増殖できなかった。よって、それ以上の微生物を投入しても無駄である。

また、この排水中には、投入微生物以外に、もともと１×１０^９ ｃｅｌｌｓ／ｍＬ程度以上の微生物（図１３△印）が存在し、油脂分解微生物製剤を投入しても、全微生物濃度に大きな変動はなかった。流出水中の投入微生物の濃度は全微生物濃度の１％以下であり、投入微生物が優占種又は主要な種とならなくても分解効果は十分に発揮された。

試験例８：滞留時間の影響
油分濃度（ｎ−Ｈｅｘ値）が低い、中程度、高い、非常に高い排水を連続的に流しながら、微生物製剤を間欠投入する分解試験を行った。現場に試験例６と同じ現場実証デモ試験機を設置して試験を行った。油脂分解槽の処理水体積６０Ｌに対し、滞留時間を４時間から２４時間まで段階的に上げていき、油脂濃度に応じた濃度の微生物製剤を滞留時間ごとに投入した。したがって処理速度は、３６０Ｌ／日から６０Ｌ／日まで段階的に下がることとなった。微生物製剤には、試験例１と同じバークホルデリア・アルボリスとヤロウィア・リポリティカの混合製剤を使用した。

滞留時間が経過し、次の微生物製剤の投入直前に流出水のサンプリングを行い、ｎ−Ｈｅｘ抽出物の濃度をＪＩＳ Ｋ０１０２に準じて測定し、油分の分解除去効果を調べた。なお、油脂分解槽のｐＨは中性付近に自動調整した。水温は２５〜３５℃の間であった。また、処理中、ＤＯが１ ｍｇ／Ｌ以上になるように曝気攪拌した。ｎ−Ｈｅｘ値の分析については、サンプルごとに３回実施し、標準誤差を求めた。

８−１．低濃度油脂（ｎ−Ｈｅｘ値３００ ｍｇ／Ｌ程度）排水における結果
ｎ−Ｈｅｘ値のレベルが３００ ｍｇ／Ｌレベル、排水量１００トン／日の現場において、実排水を連続的にデモ試験機に流しながら、試験を実施した。各設定滞留時間の開始時に、５×１０^７ ｃｅｌｌｓ／ｍＬの濃度の微生物製剤を、処理水流量の１／１０００である６０ ｍＬ投入した。結果を図１４に示す。投入時の投入微生物濃度は５×１０^４ ｃｅｌｌｓ／ｍＬとなる。１２時間の滞留時間でｎ−Ｈｅｘ値が９０％近く低下した。さらに、１８時間の滞留時間でｎ−Ｈｅｘ値が９０％以上低下し、多くの自治体の下水道への放流基準値の３０ ｍｇ／Ｌ未満をも達成し、ｎ−Ｈｅｘ値だけに着目すると、本処理である活性汚泥処理すら不要となるほどの処理効果を示した。

８−２．中濃度油脂（ｎ−Ｈｅｘ値３０００ ｍｇ／Ｌ程度）排水における結果
ｎ−Ｈｅｘ値のレベルが３０００ ｍｇ／Ｌレベル、排水量１００トン／日の現場において、実排水を連続的にデモ試験機に流しながら、試験を実施した。各設定滞留時間の開始時に、５×１０^８ ｃｅｌｌｓ／ｍＬの濃度の微生物製剤を、処理水流量の１／１０００である６０ ｍＬ投入した。結果を図１５に示す。投入時の投入微生物濃度は５×１０^５ ｃｅｌｌｓ／ｍＬとなる。滞留時間が１８時間でｎ−Ｈｅｘ値が９５％以上低下し、２０時間で９８％以上低下し５０ ｍｇ／Ｌ未満に、２４時間では９９％以上低下し、多くの自治体の下水道への放流基準値の３０ ｍｇ／Ｌ未満になった。

８−３．高濃度油脂（ｎ−Ｈｅｘ値１００００ ｍｇ／Ｌ程度）排水における結果
ｎ−Ｈｅｘ値のレベルが３００００ ｍｇ／Ｌレベル、排水量１００トン／日の現場において、排水を地下水で３倍に希釈したものを連続的にデモ試験機に流しながら、試験を実施した。各設定滞留時間の開始時に、１×１０^９ ｃｅｌｌｓ／ｍＬの濃度の微生物製剤を、処理水流量の１／１０００である６０ ｍＬ投入した。結果を図１６に示す。投入時の投入微生物濃度は１×１０^６ ｃｅｌｌｓ／ｍＬとなる。滞留時間が２０時間以上でｎ−Ｈｅｘ値が９９％以上低下し、さらに２４時間では多くの自治体の下水道への放流基準値の３０ ｍｇ／Ｌ未満に低下した。

８−４．超高濃度油脂（ｎ−Ｈｅｘ値３００００ ｍｇ／Ｌ程度）排水における結果
ｎ−Ｈｅｘ値のレベルが３００００ ｍｇ／Ｌレベル、排水量１００トン／日の現場において、実排水を連続的にデモ試験機に流しながら、試験を実施した。各設定滞留時間の開始時に、３×１０^９ ｃｅｌｌｓ／ｍＬの濃度の微生物製剤を、処理水流量の１／１０００である６０ ｍＬ投入した。結果を図１７に示す。投入時の投入微生物濃度は３×１０^６ ｃｅｌｌｓ／ｍＬとなる。滞留時間２４時間でｎ−Ｈｅｘ値が９９％以上低下した。

試験例９：流入油分量と投入微生物量の関係
試験例６と同様に、複数の油分量の排水処理を行い、流入油分量と投入微生物量の関係を検討した。以下に、流入油分量と投入微生物量の関係を示す。

＊ノルマルヘキサン値から算出される油分量
表１の結果から、油脂分解槽に投入される微生物製剤の量は、油脂分解槽に流入する油脂含有排水中のノルマルヘキサン抽出物１ｍｇ当たり、３．０×１０^４〜１．０×１０^８ ｃｅｌｌｓ、好ましくは３．０×１０^４〜１×１０^７ｃｅｌｌｓほどで十分な油脂分解が達成されることが明らかになった。

Claims (22)

1. 油脂含有排水が連続的に流入出する油脂分解槽に、油脂分解能力を有する微生物製剤を連続的又は間欠的に投入し、油脂を分解する工程であって、該微生物製剤の投入量が、微生物が油脂分解槽に定着するのに有効な量であり、油脂含有排水には該微生物製剤に含まれる微生物以外の微生物が存在する、工程を含む、油脂含有排水処理方法。
2. 前記油脂分解槽は担体を含まない請求項１に記載の処理方法。
3. 前記微生物製剤が、リパーゼを生産する微生物、並びに脂肪酸及び／又はグリセロールを分解する微生物からなる群から選択される少なくとも１種の微生物を含む、請求項１または２に記載の処理方法。
4. 前記微生物製剤が、バチルス属細菌、コリネバクテリウム属細菌、ロドコッカス属細菌、バークホルデリア属細菌、アシネトバクター属細菌、シュードモナス属細菌、アルカリゲネス属細菌、ロドバクター属細菌、ラルストニア属細菌、アシドボラックス属細菌、セラチア属細菌、フラボバクテリウム属細菌、カンジダ属酵母、ヤロウィア属酵母、クリプトコッカス属酵母、トリコスポロン属酵母、及びハンゼヌラ属酵母からなる群から選択される少なくとも１種の微生物を含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の処理方法。
5. 前記排水が平均してノルマルヘキサン抽出物３００ｍｇ／Ｌ以上の濃度の油脂を含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の処理方法。
6. 前記微生物製剤の投入量が、油脂分解槽中の排水に対して５．０×１０^４〜１．０×１０^７ ｃｅｌｌｓ／ｍＬとなる量である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の処理方法。
7. 前記微生物製剤の投入量が、前記油脂分解槽に流入する油脂含有排水中のノルマルヘキサン抽出物１ｍｇ当たり、３．０×１０^４〜１．０×１０^８ ｃｅｌｌｓである、請求項１〜６のいずれか一項に記載の処理方法。
8. 前記微生物製剤の投入量が、前記油脂分解槽に流入する油脂含有排水中のノルマルヘキサン抽出物１ｍｇ当たり、３．０×１０^４〜１．０×１０^７ ｃｅｌｌｓである、請求項７に記載の処理方法。
9. 前記油脂分解槽中の油脂含有排水の溶存酸素濃度が０．０５ ｍｇ／Ｌ以上である、請求項１〜８のいずれか一項に記載の処理方法。
10. 前記油脂分解槽中の油脂含有排水のｐＨが４．５〜９．０の範囲内である、請求項１〜９のいずれか一項に記載の処理方法。
11. 前記油脂分解槽中の油脂含有排水の温度が１２〜４２℃の範囲内である、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の処理方法。
12. 前記油脂分解槽の水理学的滞留時間（ＨＲＴ）が１時間以上である、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の処理方法。
13. 前記油脂分解槽のＨＲＴが１２時間以上４８時間以下である、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の処理方法。
14. 前記油脂分解槽中の油脂含有排水のＣ／Ｎが２〜５０の範囲内である、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の処理方法。
15. 前記油脂分解槽中の油脂含有排水のＮ／Ｐが１〜２０の範囲内である、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の処理方法。
16. 前記油脂分解槽からの流出水中の投入微生物量が、１×１０^８ ｃｅｌｌｓ／ｍＬ以下である、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の処理方法。
17. 前記油脂分解槽からの流出水中の投入微生物の濃度が、前記油脂分解槽に投入する投入時投入微生物の濃度の１００倍以下である、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の処理方法。
18. 前記油脂分解槽からの流出水中の投入微生物の濃度が、前記油脂分解槽に投入する投入時投入微生物の濃度の０．１倍〜１０倍である、請求項１７に記載の処理方法。
19. 油脂含有排水処理のための油脂分解槽であって、
    油脂分解タンクと、
    ブロアと、
    前記油脂分解槽中の油脂含有排水における溶存酸素濃度、温度、およびｐＨを検知するためのセンサーと
    を備える、油脂分解槽。
20. 請求項１〜１８のいずれか一項に記載の処理方法における使用のためのシステムであって、請求項１９に記載の油脂分解槽を備える、システム。
21. 請求項２０に記載のシステムであって、
    前記微生物製剤の保管槽と、
    前記微生物製剤の増幅槽と、
    をさらに備え、前記増幅槽において増幅された前記微生物製剤が前記油脂分解槽に投入されるように構成されている、システム。
22. さらに、請求項１〜１８のいずれか一項に記載の処理方法における前記各工程の１つまたは複数を制御または実施する実施／制御部を備える、請求項２１に記載のシステム。

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