(57)【要約】【課題】低環境負荷かつ低コストで大規模な処理が可能なポリエーテル類含有廃水の処理方法を提供する。【解決手段】ポリエーテル類含有廃水を、ＵＡＳＢ（Upflow Anaerobic Sludge Blanket）反応槽１０に備えられた汚泥６０を通じて嫌気的に処理するポリエーテル類含有廃水の処理方法において、汚泥は複数種類の微生物からなる微生物群を含む。そして、当該微生物群において、ジオバクター科（Geobacteraceae）に属する微生物及びメタン菌のいずれか一方の存在割合が最も高く、他方の存在割合が次に高い。【選択図】図５
2020075237.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリエーテル類含有廃水を、ＵＡＳＢ（Upflow Anaerobic Sludge Blanket）反応槽に備えられた汚泥を通じて嫌気的に処理するポリエーテル類含有廃水の処理方法において、
上記汚泥は複数種類の微生物からなる微生物群を含み、該微生物群において、ジオバクター科（Geobacteraceae）に属する微生物及びメタン菌のいずれか一方の存在割合が最も高く、他方の存在割合が次に高い、ポリエーテル類含有廃水の処理方法。
【請求項２】
上記汚泥に含まれるすべての微生物に対する上記ジオバクター科（Geobacteraceae）に属する微生物の存在割合が２０〜６５％であるとともに、メタン菌の存在割合が５〜３５％である、請求項１に記載のポリエーテル類含有廃水の処理方法。
【請求項３】
上記ジオバクター科（Geobacteraceae）に属する微生物には、ジオバクター属（Geobacter）に属する微生物が含まれている、請求項１又は２に記載のポリエーテル類含有廃水の処理方法。
【請求項４】
上記汚泥に含まれる微生物はすべて野生株である、請求項１〜３のいずれか一項に記載のポリエーテル類含有廃水の処理方法。
【請求項５】
上記ポリエーテル類含有廃水にはエチレングリコールとプロピレングリコールの共重合体が含まれており、上記汚泥に含まれる上記微生物群が上記共重合体を嫌気的に分解するように構成されている、請求項１〜４のいずれか一項に記載のポリエーテル類含有廃水の処理方法。
【請求項６】
上記共重合体におけるエチレングリコール（ＥＧ）とプロピレングリコール（ＰＧ）との共重合比は、モル比率でＥＧ：ＰＧ＝１：５．０以下である、請求項５に記載のポリエーテル類含有廃水の処理方法。
【請求項７】
ポリエーテル類含有廃水を嫌気的に処理するために用いられる汚泥であって、
複数種類の微生物からなる微生物群を含むとともに、該微生物群において、ジオバクター科（Geobacteraceae）に属する微生物及びメタン菌のいずれか一方の存在割合が最も高く、他方の存在割合が次に高い、ポリエーテル類含有廃水の処理に用いられる汚泥。
【請求項８】
上記微生物群において、上記ジオバクター科（Geobacteraceae）に属する微生物の存在割合が２０〜６５％であるとともに、メタン菌の存在割合が５〜３５％である、請求項７に記載のポリエーテル類含有廃水の処理に用いられる汚泥。
【請求項９】
上記ジオバクター科（Geobacteraceae）に属する微生物にはジオバクター属（Geobacter）に属する微生物が含まれている、請求項７又は８に記載のポリエーテル類含有廃水の処理に用いられる汚泥。
【請求項１０】
上記微生物群を構成する微生物はすべて野生株である、請求項７〜９のいずれか一項に記載のポリエーテル類含有廃水の処理に用いられる汚泥。
【請求項１１】
上記汚泥はグラニュール汚泥である、請求項７〜１０のいずれか一項に記載のポリエーテル類含有廃水の処理に用いられる汚泥。
【請求項１２】
上記請求項７〜１１のいずれか一項に記載の汚泥が保持されたＵＡＳＢ反応槽を備える、ポリエーテル類含有廃水処理装置。
【請求項１３】
上記ＵＡＳＢ反応槽から排出される処理済水が供給される好気性処理装置を有する、請求項１２に記載のポリエーテル類含有廃水処理装置。
【請求項１４】
上記好気性処理装置は、ＤＨＳ（Downflow Hanging Sponge）反応槽である、請求項１３に記載のポリエーテル類含有廃水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリエーテル類含有廃水の処理方法、ポリエーテル類含有廃水処理装置及びこれらに用いられる汚泥に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、工業廃水の処理について種々の検討がなされており、廃水の成分に応じた適切な処理方法が採用されるようになってきている。そして、離型剤や潤滑剤に多く含まれるポリエーテル類を含む廃水は難分解性であるために焼却処理されることが一般的であるが、かかる処理方法は環境負荷が大きく、費用も高額となりやすいという問題がある。そこで、環境負荷を低減させて低コストで処理可能な方法として、微生物を利用した方法が考えられる。例えば、特許文献１には、ポリエーテル類のポリエチレングリコールを含有する廃水の処理方法として、嫌気性微生物を含む汚泥が保持された嫌気性処理槽にポリエチレングリコールを含有する廃水を通じて嫌気性処理した後、その処理水に酸素を供給して活性汚泥処理することにより、ポリエチレングリコールを分解する方法が言及されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２１０４８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１には、上記嫌気性微生物を含む汚泥はメタン発酵処理により生じるものであることが開示されてはいるが、当該汚泥における菌叢構成については明らかにされていない。また、ポリエーテル類を含む廃水の処理方法に関する研究が種々行われているが、いずれも学術レベルにとどまっており、環境負荷が小さく低コストでかつ大規模な処理が可能な工業レベルの処理方法はいまだ報告されていない。
【０００５】
本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、低環境負荷かつ低コストで大規模な処理が可能なポリエーテル類含有廃水の処理方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様は、ポリエーテル類含有廃水を、ＵＡＳＢ（Upflow Anaerobic Sludge Blanket）反応槽に備えられた汚泥を通じて嫌気的に処理するポリエーテル類含有廃水の処理方法において、
上記汚泥は複数種類の微生物からなる微生物群を含み、該微生物群において、ジオバクター科（Geobacteraceae）に属する微生物及びメタン菌のいずれか一方の存在割合が最も高く、他方の存在割合が次に高い、ポリエーテル類含有廃水の処理方法にある。
【０００７】
本発明の他の一態様は、ポリエーテル類含有廃水を嫌気的に処理するために用いられる汚泥であって、
複数の微生物からなる微生物群を含むとともに、該微生物群において、ジオバクター科（Geobacteraceae）に属する微生物及びメタン菌のいずれか一方の存在割合が最も高く、他方の存在割合が次に高い、ポリエーテル類含有廃水の処理に用いられる汚泥にある。
【０００８】
本発明のさらに他の一態様は、上記汚泥が保持されたＵＡＳＢ反応槽を備える、ポリエーテル類含有廃水処理装置にある。
【発明の効果】
【０００９】
上記一態様のポリエーテル類含有廃水の処理方法における汚泥に含まれた複数種類の微生物からなる微生物群において、ジオバクター科（Geobacteraceae）に属する微生物及びメタン菌のいずれか一方の存在割合が最も高く、他方の存在割合が次に高い。本願発明者らは、かかる汚泥を用いることにより、ポリエーテル類含有廃水を効率的に処理できることを見出した。そして、かかる処理は、嫌気的条件下で金属の酸化に関与することが知られていたジオバクター科（Geobacteraceae）の微生物のなかに嫌気的条件下でポリエーテル類を有機酸に分解する能力を有するものが存在し、かつ、メタン菌が有機酸を分解する能力を有することにより実現可能となったとの結論に至った。当該処理方法によれば、上記微生物群を含む汚泥によって処理するため、従来の焼却処理に比べて、環境負荷が小さく低コストで大規模な処理が可能となる。
【００１０】
上記他の一態様のポリエーテル類含有廃水を嫌気的に処理するために用いられる汚泥によれば、上記汚泥をポリエーテル類含有廃水の処理に積極的に使用することにより、上述の通り、従来の焼却処理に比べて、環境負荷が小さく低コストで大規模な処理が可能となる。
【００１１】
上記さらに他の一態様のポリエーテル類含有廃水処理装置によれば、上述の通り、廃水に含まれるポリエーテル類が嫌気的条件下で効率的に分解され、ポリエーテル類含有廃水が効率的に処理されるとともに、従来の焼却処理に比べて、環境負荷が小さく低コストで大規模な処理が可能となる。
【００１２】
以上のように、本発明によれば、低環境負荷かつ低コストで大規模な処理が可能なポリエーテル類含有廃水の処理方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施例１における、ポリエーテル類含有廃水処理装置の構成を表す模式図。
【図２】実施例１における、供給廃水、ＵＡＳＢ処理済水及びＤＨＳ処理済水のＣＯＤ濃度を示す図。
【図３】実施例１における、ＵＡＳＢ処理、ＤＨＳ処理におけるＣＯＤ除去率及びＯＬＲを示す図。
【図４】実施例１における、グリコール類含有廃水の処理装置におけるバイオガス生成量を示す図。
【図５】実施例１における、汚泥を構成する微生物の科レベルでの存在割合を表した図。
【図６】実施例１における、汚泥を構成する微生物の属レベルでの存在割合を表した図。
【図７】実施例１における、汚泥によるポリエーテル類化合物の生分解性に関する試験結果を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
上記処理方法及び上記汚泥において、上記汚泥に含まれるすべての微生物に対する上記ジオバクター科（Geobacteraceae）に属する微生物の存在割合が２０〜６５％であるとともに、メタン菌の存在割合が５〜３５％であることが好ましい。この場合には、ジオバクター科（Geobacteraceae）に属する微生物による嫌気的条件下でのポリエーテル類の有機酸への分解と、メタン菌による有機酸の分解とがバランスよく行われることとなる。その結果、ポリエーテル類含有廃水を一層効率的に処理することができる。
【００１５】
上記処理方法及び上記汚泥において、上記ジオバクター科（Geobacteraceae）に属する微生物には、ジオバクター属（Geobacter）に属する微生物が含まれていることが好ましい。ジオバクター属（Geobacter）に属する微生物は、嫌気的条件下において高いポリエーテル類の有機酸への分解能を有するため、廃水に含まれるポリエーテル類の有機酸への分解が一層促進され、ポリエーテル類含有廃水を一層効率的に処理することができる。
【００１６】
上記処理方法及び上記汚泥において、上記汚泥に含まれる微生物はすべて野生株であることが好ましい。この場合には、当該汚泥には人為的操作により変異が導入された微生物が含まれないため、当該処理方法により処理された処理済水を河川等の自然界に放流することが容易となる。
【００１７】
上記ポリエーテル類含有廃水にはエチレングリコールとプロピレングリコールの共重合体が含まれており、上記汚泥に含まれる上記微生物群が上記共重合体を嫌気的に分解するように構成されていることが好ましい。この場合には、当該処理方法により、エチレングリコールとプロピレングリコールとの共重合体を効率的に分解することができる。
【００１８】
上記共重合体におけるエチレングリコール（ＥＧ）とプロピレングリコール（ＰＧ）との共重合比は、モル比率でＥＧ：ＰＧ＝１：５．０以下であることが好ましい。この場合には、当該処理方法により、上記共重合比を有する上記共重合体を含むポリエーテル類含有廃水を上記微生物群により効率的に分解することができる。上記共重合比において、エチレングリコールに対するプロピレングリコールの共重合比が５．０よりも大きい場合は、上記ジオバクター科に属する微生物による有機酸への分解速度が大きく低下するため、効率的な処理を行うことが困難となる。これは、微生物による共重合体の分解では、まず、エチレンオキシド及びプロピレンオキシドの繰り返し単位間を加水分解して、繰り返し数の少ないポリマーやモノマーに分解した後、これらを有機酸に分解していくこととなるが、プロピレングリコールの共重合比が増してプロピレンオキシドの繰り返し数が多くなると、プロピレンオキシド同士の間の加水分解が困難となる傾向があるため、当該共重合体の分解速度の大幅な低下を引き起こしていると推察される。
【００１９】
上記汚泥はグラニュール汚泥であることが好ましい。当該汚泥がＵＡＳＢ反応槽に使用されることにより、ポリエーテル類含有廃水処理装置を構築することが容易となり、当該処理装置によってポリエーテル類含有廃水を効率的に処理することができる。
【００２０】
上記ポリエーテル類含有廃水処理装置において、上記ＵＡＳＢ反応槽から排出される処理済水が供給される好気性処理装置を有することが好ましい。この場合には、ＵＡＳＢ反応槽から排出される処理済水に含まれる有機酸を好気性処理装置によって好気的条件下で処理することができるため、当該装置全体におけるポリエーテル類含有廃水の処理効率が一層向上する。
【００２１】
上記好気性処理装置は、ＤＨＳ（Downflow Hanging Sponge）反応槽であることが好ましい。この場合には、ＵＡＳＢ反応槽から排出される処理済水に含まれる有機酸を好気性処理装置によって好気的条件下で処理することができるため、当該装置全体におけるポリエーテル類含有廃水の処理効率が一層向上する。
【実施例】
【００２２】
（実施例１）
本例の実施例に係るポリエーテル類含有廃水の処理方法、ポリエーテル類含有廃水処理装置及びこれらに用いられる汚泥につき、図１〜図６を用いて説明する。
本例のポリエーテル類含有廃水の処理方法は、図１に示すように、ポリエーテル類含有廃水を、ＵＡＳＢ反応槽１０に備えられた汚泥６０を通じて嫌気的に処理するポリエーテル類含有廃水の処理方法である。そして、汚泥６０は複数種類の微生物からなる微生物群を含み、該微生物群において、ジオバクター科（Geobacteraceae）に属する微生物及びメタン菌のいずれか一方の存在割合が最も高く、他方の存在割合が次に高い。
【００２３】
以下、本例の処理方法について詳述する。
まず、本例において使用するポリエーテル類含有廃水処理装置（以降において「処理装置」ともいう）１は、図１に示すように、ＵＡＳＢ反応槽１０、ＤＨＳ反応槽２０、廃水貯留部３０、ガス回収部４０及び処理済水回収部５０を備える。
【００２４】
ＵＡＳＢ反応槽１０は有底円筒状の反応槽本体１１と、反応槽本体１１の側面に設けられたポート１２ａ〜１２ｄと、反応槽本体１１の上部に設けられた気液固３相分離装置１３を有する。ポート１２ａ〜１２ｄは下部側から上部側に向かって順に並ぶようにそれぞれ配置されている。ポート１２ａは反応槽本体１１の下端部から１２ｃｍ上側に位置しており、ポート１２ｂは反応槽本体１１の下端部から１７ｃｍ上側に位置しており、ポート１２ｃは反応槽本体１１の下端部から３３ｃｍ上側に位置している。ポート１２ａ〜１２ｄを介して、ＵＡＳＢ反応槽１０内の汚泥６０や供給廃水３２がサンプリングされる。なお、通常、ポート１２ａ〜１２ｄは閉じられており、ＵＡＳＢ反応槽１０内は密閉された状態に保たれている。本例におけるＵＡＳＢ反応槽１０の容量は１０Ｌである。
【００２５】
図１に示すＵＡＳＢ反応槽１０の反応槽本体１１には汚泥６０が充填されている。汚泥６０は、食品産業廃水の処理に使用されている中温ＵＡＳＢ反応槽から採取したグラニュール汚泥を反応槽本体１１に植種して形成されたものである。本例における汚泥６０は、粒径０．５〜２．０ｍｍ程度のグラニュール汚泥である。
【００２６】
汚泥６０は複数の微生物からなる微生物群を含んでおり、当該微生物群は所定の菌叢を形成している。当該微生物群において、汚泥６０に含まれるすべての微生物に対するジオバクター科（Geobacteraceae）に属する微生物の存在割合が２０〜６５％であるとともに、メタン菌の存在割合が５〜３５％であることが好ましい。さらに、上記ジオバクター科（Geobacteraceae）に属する微生物には、ジオバクター属（Geobacter）に属する微生物が含まれていることが好ましい。本例では、汚泥６０に含まれる微生物はすべて野生株である。
【００２７】
図１に示すように、ＵＡＳＢ反応槽１０の下部には廃水供給路３１が接続されている。廃水供給路３１を介して、廃水貯留部３０に貯留された供給廃水３２がＵＡＳＢ反応槽１０の下部に供給される。供給廃水３２は廃水供給路３１を介して、ＵＡＳＢ反応槽１０の下部に所定の流速で供給される。供給された供給廃水３２は反応槽本体１１内を上昇するとともに汚泥６０を通じて嫌気的に処理される。
【００２８】
ＵＡＳＢ反応槽１０の上部を形成する気液固３相分離装置１３は、上記処理によって生じたバイオガスをＵＡＳＢ処理済水等から分離する。気液固３相分離装置１３にはガス回収部４０が接続されている。ガス回収部４０は気液固３相分離装置１３によって分離されたバイオガスを回収する。また、気液固３相分離装置１３には、汚泥６０を通じて処理された供給廃水３２の上澄み（ＵＡＳＢ処理済水）をＤＨＳ反応槽２０に供給する処理済水供給路１５が接続されている。
【００２９】
ＤＨＳ反応槽２０内には、生活排水から自然発生的に増殖した汚泥が保持されたスポンジ担体（図示せず）がランダムに配置されている。なお、当該スポンジ担体はプラスチック製のネットリングによって覆われている。本例におけるＤＨＳ反応槽２０の容量は１１Ｌであり、スポンジ担体の合計体積は約６Ｌである。ＤＨＳ反応槽２０の上部には上述の処理済水供給路１５が接続されている。
【００３０】
図１に示す処理済水供給路１５を介して、ＤＨＳ反応槽２０の上部に供給されたＵＡＳＢ処理済水は、ＤＨＳ反応槽２０内に滴下されて好気的に処理される。これにより生じたＤＨＳ処理済水は、ＤＨＳ反応槽２０の下部に設けられた処理済水排出路２１から処理済水回収部５０によって回収される。なお、処理済水排出路２１とは別にＤＨＳ反応槽２０の下部に接続した還流路２２を介して、ＤＨＳ処理済水の一部をＵＡＳＢ反応槽１０の廃水供給路３１に還流してもよい。本例では、処理装置１は３７℃に制御された恒温室に設置されている。
【００３１】
本例の処理方法及び処理装置１における処理対象となる、ポリエーテル類含有廃水は、ポリエーテル類化合物として、エチレングリコール（ＥＧ）とプロピレングリコール（ＰＧ）との共重合体や、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、ポリプロピレングリコール（ＰＰＧ）、ポリプロピレンオキシド（ＰＰＯ）を含むものとすることができる。本例の処理方法及び処理装置１により、ＥＧ・ＰＧ共重合体、ＰＥＧ、ＰＰＧ及びＰＰＯを分解可能となっている。当該ポリエーテル類化合物の平均分子量Ｍｗは４０，０００以下とすることができ、好ましくは２０，０００以下、より好ましくは１０，０００以下である。なお、平均分子量Ｍｗは重量平均分子量を示すものであって、本例ではＧＰＣ法により推定した。
【００３２】
また、ポリエーテル類化合物としてエチレングリコールとプロピレングリコールとの共重合体を含む場合は、当該共重合体におけるエチレングリコール（ＥＧ）とプロピレングリコール（ＰＧ）との共重合比は、ＥＧ：ＰＧ＝１：５．０以下とすることができ、好ましくは１：４．０以下、より好ましくは１：２．０以下、さらに好ましくは１：１．３以下である。
【００３３】
（評価試験１）
本例の処理装置１による、供給廃水（ポリエーテル類含有廃水）３２の処理能力について、以下の評価試験を行った。
まず、上記処理装置１の運転後、所定日数経過後におけるＵＡＳＢ処理済水及びＤＨＳ処理済水のＣＯＤ濃度を測定した。なお、これらとの比較のために、供給廃水３２のＣＯＤ濃度も合わせて測定した。また、供給廃水３２の処理により発生するバイオガスの生成量を計測した。
【００３４】
ＣＯＤ濃度の測定方法は、重クロム酸カリウム法に従って、水質分析器（ＤＲ−２８００、HACH社製）を用いて行った。また、バイオガス生成量の計測は、脱硫した後、湿式ガスメータ（ＷＳ−１、Shinagawa社製）を用いて行った。バイオガスの成分組成の分析は、ＴＣＤ検出器ガスクロマトグラフ（ＧＣ−８Ａ、Shimadzu社製）を用いて行った。
【００３５】
供給廃水３２の原液として、本例では、ゴム製品を型成形において金型を洗浄する工程で排出される離型剤を含む廃水を使用した。なお、当該離型剤はポリエーテル類化合物として、エチレングリコール（ＥＧ）とプロピレングリコール（ＰＧ）との共重合体を含んでおり、当該共重合体の平均分子量Ｍｗは９，０００であり、共重合比（モル比）はＥＧ：ＰＧ＝１：０．１２である。なお、供給廃水３２には、重炭酸ナトリウムが１ｇ-ＮａＨＣＯ３／ｇ-ＣＯＤとなるように添加された。さらに栄養塩として、塩化アンモニウム、リン酸水素二カリウムが、ＣＯＤ：Ｎ：Ｐ＝１００：１０：１となるように添加された。
【００３６】
上記処理装置１は、供給廃水濃度１０００ｍｇ−ＣＯＤ／Ｌで立ち上げ、２４５日間運転をさせた。そのうち、運転開始から１０１日経過までは徐々に負荷を上げて運転条件の最適条件の検討を行った。運転開始から１０２日以降は、供給廃水３２のＣＯＤが３０００ｍｇ・ＣＯＤ／Ｌ、ｐＨが７．９となるように調整し、水理学的滞留時間（ＨＲＴ）を３６時間に設定して運転を行った。運転開始後１０２日経過から２４５日経過までのＣＯＤ濃度の変化を表すグラフを図２に示し、ＣＯＤ除去率の変化及びＯＬＲ（Organic load rate、有機物負荷）の変化を表すグラフを図３に示す。また、運転開始後１０２日経過後から２４５日経過後までのＣＯＤ濃度及びＣＯＤ除去率の数値を表１に示す。なお、図３及び表１におけるＵＡＳＢ処理のＣＯＤ除去率は、供給廃水３２のＣＯＤ濃度に対するＵＡＳＢ処理によって除去されたＣＯＤ濃度を百分率で表したものである。また、ＤＨＳ処理のＣＯＤ除去率は、供給廃水３２のＣＯＤ濃度に対するＵＡＳＢ処理及びＤＨＳ処理の両方によって除去されたＣＯＤ濃度を百分率で表したものである。
【表１】
2020075237.tif 000003
【００３７】
図２及び表１に示すように、ＵＡＳＢ処理済水のＣＯＤ濃度及びＤＨＳ処理済水のＣＯＤ濃度は、供給廃水３２のＣＯＤ濃度と比較して、運転開始後１０２日から２４５日までの全運転期間において大幅に低い値であった。ＵＡＳＢ処理によるＣＯＤ除去率は５３．５〜７７．０％であり、ＤＨＳ処理によるＣＯＤ除去率は７４．１〜９４．３％と非常に高い値であった。これにより、処理装置１及び上記処理方法によれば、非常に高いＣＯＤ除去作用を奏すること、すなわち、非常に高いエチレングリコール・プロピレングリコール共重合体の分解作用を奏することが確認できた。
【００３８】
また、運転開始２３４日目から２４５日目までのバイオガス生成量を測定し、その結果を図４に示した。図４に示すように、当該期間における１日当たりのバイオガス生成量の最大値は５７．８Ｌ／ｄａｙという高い値であった。そして、当該バイオガスにおけるメタンガスの割合は６５〜７１％であり、残りは二酸化炭素ガスであった。
【００３９】
以上のように、本評価試験によれば、ＵＡＳＢ処理によってＣＯＤ濃度が十分に減少し、かつ、十分な量のメタンガスが生成されていることから、廃水に含まれたＥＧ・ＰＧ共重合体の大半がＵＡＳＢ処理において有機酸に分解され、さらにメタン菌によってメタンにまで変換されたことが強く示唆された。
【００４０】
次に、上記処理装置１に備えられた汚泥６０の菌相解析を行った。まず、ＵＡＳＢ反応槽１０のポート１２ｃから汚泥６０のサンプルが採取された。当該採取は、運転開始から１１２日経過後に行われた。採取された汚泥サンプルはＰＢＳ（Phosphate buffered saline）によって洗浄された後、超音波破砕機によって分離処理が行われた。その後、処理済みの汚泥サンプルからFast DNA SPIN Kit for Soil(MP Biomedicals社製)によって、ＤＮＡの抽出が行われた。各汚泥サンプルのＤＮＡ抽出物に対して、ユニバーサルプライマー５１５Ｆ及びリバースプライマー８０６Ｒを用いて所定のサイクル数でＰＣＲが行われた。その後、当該ＰＣＲによる増幅産物は、MinElute PCR Purification Kit(Qiagen社製)によって精製された。そして、精製されたＰＣＲ増幅産物のすべての塩基配列が、次世代シークエンス技術を用いた超並列１６Ｓ  ｒＲＮＡシークエンシングにより読み取られた。読み取られた各塩基配列は、quantitative insights into microbial ecology(QIIME)によって解析され、Greengenes databaseに基づいて、汚泥６０の各汚泥サンプルにおける微生物の存在割合の解析が行われた。
【００４１】
上記菌相解析の結果について、科レベルの微生物の存在割合（１６Ｓ  ｒＲＮＡシークエンシングの検出率）を表２及び図５に示し、属レベルの微生物の存在割合を表３及び図６に示す。
【表２】
2020075237.tif 000004
【表３】
2020075237.tif 000005
【００４２】
表２及び図５に示すように、科レベルでは、ＵＡＳＢ処理装置１から採取した汚泥６０のサンプルにおいて、全微生物に対するジオバクター科（Geobacteraceae）に属する微生物の存在割合が最も高いことが分かった。そして、汚泥６０の微生物群にはメタン菌として、メタノバクテリウム科（Methanobacteriaceae）及びメタノサエタ科（Methanosaetaceae）に属する微生物が存在しており、当該メタン菌の存在割合が次に高いことが分かった。具体的には、表２に示すように、ジオバクター科に属する微生物の存在割合が３５．６０％、メタン菌の合計存在割合が１２．１０％であった。なお、未分類のメタノミクロビウム目（Unclassified Methanomicrobiales）については、分類学上メタン菌に属するが既知のデータベースとの照合では相同性が８０％程度と比較的低かったため、上記「未分類のメタノミクロビウム目」の分類に関しては正確性を欠く可能性があるため、本願の「メタン菌」に含めないこととした。
【００４３】
また、表３及び図６に示すように、属レベルでは、ＵＡＳＢ処理装置１から採取した汚泥６０のサンプルにおいて、全微生物に対するジオバクター属（Geobacter）に属する微生物の存在割合が最も高いことが分かった。そして、汚泥６０の微生物群にはメタン菌として、メタノバクテリウム属（Methanobacterium）及びメタノサエタ属（Methanosaeta）に属する微生物が存在しており、当該メタン菌の存在割合が次に高いことが分かった。具体的には、表３に示すように、ジオバクター属に属する微生物の存在割合が３５．６０％、メタン菌の合計存在割合が１１．７０％であった。
【００４４】
なお、本菌叢解析では、ＵＡＳＢ反応槽１０のポート１２ｃから採取された汚泥６０のサンプルについて示したが、ＵＡＳＢ反応槽１０のポート１２ａ、ポート１２ｂからそれぞれ採取された汚泥６０のサンプルについても本菌叢解析と同傾向の解析結果（図示せず）が得られた。本例の処理方法及び処理装置１では、バイオガスの発生が極めて良好であるため、ＵＡＳＢ反応槽１０の内部で汚泥６０の攪拌が促されて菌叢が均一化されたことが推察された。
【００４５】
本例の処理方法、上記処理装置１及び汚泥６０による作用効果について、詳述する。
本例の処理方法及び上記処理装置１によれば、汚泥６０に含まれた複数種類の微生物からなる微生物群において、ジオバクター科（Geobacteraceae）に属する微生物及びメタン菌のいずれか一方の存在割合が最も高く、他方の存在割合が次に高い。そして、ジオバクター科に属する微生物には嫌気的条件下でポリエーテル類を有機酸に分解する能力を有する微生物を含んでおり、かつ、メタン菌は有機酸を分解する能力を有する。当該処理方法にはこのような微生物からなる微生物群を含む汚泥が積極的に用いられるため、廃水に含まれるポリエーテル類が嫌気的条件下で効率的に分解され、ポリエーテル類含有廃水が効率的に処理されることとなる。そして、当該微生物群を含む汚泥によって処理するため、従来の焼却処理に比べて、環境負荷が小さく低コストで大規模な処理が可能となる。
【００４６】
また、本例では、上記処理方法及び汚泥６０において、汚泥６０に含まれるすべての微生物に対する上記ジオバクター科（Geobacteraceae）に属する微生物の存在割合が２０〜６５％の範囲内であるとともに、メタン菌の存在割合が５〜３５％範囲内となっている。これにより、ジオバクター科（Geobacteraceae）に属する微生物による嫌気的条件下でのポリエーテル類の有機酸への分解と、メタン菌による有機酸の分解とがバランスよく行われることとなる。その結果、ポリエーテル類含有廃水を一層効率的に処理することができる。
【００４７】
また、本例では、上記処理方法及び汚泥６０において、上記ジオバクター科（Geobacteraceae）に属する微生物には、ジオバクター属（Geobacter）に属する微生物が含まれている。ジオバクター属（Geobacter）に属する微生物は、嫌気的条件下において高いポリエーテル類の有機酸への分解能を有するため、廃水に含まれるポリエーテル類の有機酸への分解が一層促進され、ポリエーテル類含有廃水を一層効率的に処理することができる。
【００４８】
また、本例では、上記処理方法及び汚泥６０において、汚泥６０に含まれる微生物はすべて野生株である。これにより、当該汚泥には人為的操作により変異が導入された微生物が含まれないため、当該処理方法により処理された処理済水を河川等の自然界に放流することが容易となる。
【００４９】
また、本例では、ポリエーテル類含有廃水にはエチレングリコールとプロピレングリコールの共重合体が含まれており、汚泥６０に含まれる微生物群が当該共重合体を嫌気的に分解するように構成されている。これにより、当該処理方法により、エチレングリコールとプロピレングリコールの共重合体を効率的に分解することができる。
【００５０】
また、本例では、上記共重合体におけるエチレングリコール（ＥＧ）とプロピレングリコール（ＰＧ）との共重合比は、モル比率でＥＧ：ＰＧ＝１：５．０以下である。これにより、当該処理方法により、上記共重合比を有する上記共重合体を含むポリエーテル類含有廃水を汚泥６０に含まれる微生物群により効率的に分解することができる。
【００５１】
また、本例では、汚泥６０はグラニュール汚泥である。かかる汚泥６０がＵＡＳＢ反応槽１０に使用されることにより、本例のポリエーテル類含有廃水処理装置１を構築することが容易となり、本例の処理装置１によってポリエーテル類含有廃水を効率的に処理することができる。
【００５２】
また、本例では、ポリエーテル類含有廃水処理装置１において、ＵＡＳＢ反応槽１０から排出される処理済水が供給される好気性処理装置としてのＤＨＳ反応槽２０を有する。これにより、ＵＡＳＢ反応槽１０から排出される処理済水に含まれる有機酸を好気性処理装置としてのＤＨＳ反応槽２０によって好気的条件下で処理することができるため、当該装置全体におけるポリエーテル類含有廃水の処理効率が一層向上する。
【００５３】
そして、本例では、上記好気性処理装置として、ＤＨＳ（Downflow Hanging Sponge）反応槽２０を採用している。これにより、ＵＡＳＢ反応槽１０から排出される処理済水に含まれる有機酸を好気性処理装置としてのＤＨＳ反応槽２０によって好気的条件下で処理することができるため、当該装置全体におけるポリエーテル類含有廃水の処理効率が一層向上する。
【００５４】
また、本例における汚泥６０をポリエーテル類含有廃水の処理に積極的に使用することにより、上述の通り、従来の焼却処理に比べて、環境負荷が小さく低コストで大規模な処理が可能となる。
【００５５】
また、本例におけるポリエーテル類含有廃水処理装置１によれば、上述の通り、廃水に含まれるポリエーテル類が嫌気的条件下で効率的に分解され、ポリエーテル類含有廃水が効率的に処理されるとともに、従来の焼却処理に比べて、環境負荷が小さく低コストで大規模な処理が可能となる。
【００５６】
（評価試験２）
ポリエーテル類化合物の生分解特性の評価試験を行った。試験条件は以下の通りである。
【００５７】
１．汚泥
本評価試験では、試験例１〜３及び比較例において汚泥として、上記実施形態１と同様に取得したものを使用した。
【００５８】
２．基質
本評価試験において、基質として、試験例１ではＰＥＧ３００（共重合比ＥＧ：ＰＧ＝１０：０、平均分子量Ｍｗ＝３００）を用い、試験例２ではＰＰＧ１０００（共重合比ＥＧ：ＰＧ＝０：１０、平均分子量Ｍｗ＝１０００）を用い、試験例３ではＰＰＧ２０００（共重合比ＥＧ：ＰＧ＝５：５、平均分子量Ｍｗ＝２０００）を用いた。比較例では基質に替えて水を加えた。
【００５９】
３．培地
本評価試験において、培地は無機栄養塩、レスザリン（酸化還元指示薬）、リン酸緩衝液を含むもの使用した。無機栄養塩として、下記（ａ）の組成を有する無機塩溶液Ｉと下記（ｂ）の組成を有する無機塩溶液ＩＩとを予め用意し、下記（ｃ）に示す配合で培地を作成した。
（ａ）無機塩溶液Ｉ
ＦｅＣｌ２・４Ｈ２Ｏ：２．０ｍｇ／Ｌ
ＣｏＣｌ２・６Ｈ２Ｏ：０．１７ｍｇ／Ｌ
ＺｎＣｌ２：０．１７ｍｇ／Ｌ
Ｈ３ＢＯ３：０．０６ｍｇ／Ｌ
ＭｎＣｌ２・２Ｈ２Ｏ：０．５０ｍｇ／Ｌ
ＮｉＣｌ２・６Ｈ２Ｏ：０．０４ｍｇ／Ｌ
ＣｕＣｌ２・２Ｈ２Ｏ：０．０２７ｍｇ／Ｌ
ＮａＭｇＣｌ２・２Ｈ２Ｏ：０．０２５ｍｇ／Ｌ
ＥＤＴＡ（２Ｎａ）：５．０ｍｇ／Ｌ
（ｂ）無機塩溶液ＩＩ
ＭｇＣｌ２・６Ｈ２Ｏ：４００ｍｇ／Ｌ
ＣａＣｌ２：１１３ｍｇ／Ｌ
ＮＨ３Ｃｌ：５００ｍｇ／Ｌ
（ｃ）培地配合
無機塩溶液Ｉ：２．５ｍＬ／Ｌ
無機塩溶液ＩＩ：２５ｍＬ／Ｌ
リン酸緩衝液（１Ｍ）：６２．５ｍＬ／Ｌ
Resazurin（１ｇ／Ｌ）：２．５ｍＬ／
蒸留水：１Ｌ
【００６０】
４．培養液の作成
本評価試験では、下記（ｄ）に示す配合の培養液を作成し、当該培養液を、容量720 mLのバイアルに３００ｍＬずつ分注した。その後、バイアル内ｐＨを測定し、必要に応じて１ＭのＮａＯＨを加えることにより、バイアル内ｐＨを７．０±０．２に調整した。
（ｄ）培養液配合（合計３００ｍｌ）
培地：１２０ｍＬ／３００ｍＬ
基質：６ｍＬ／３００ｍＬ
還元剤（２５０ｍｇ／Ｌ  Ｎａ２・９Ｈ２Ｏ）：３．０ｍＬ／３００ｍＬ
汚泥：１７１ｍＬ／３００ｍＬ
【００６１】
５．試験操作
本評価試験では、上記培養液が分注されたバイアルを３７℃の浴槽にセットし、嫌気条件で１００ｒｐｍの浸透培養を５０日間行って、経時的に水溶液をサンプリングしてＣＯＤ濃度を測定した。ＣＯＤ濃度の測定は、ＨＡＣＨ社製の過マンガン酸法ＣＯＤ測定試薬を用いて常法により行った。
【００６２】
６．測定結果
本評価試験の測定結果を図７及び下記表４に示した。図７に示すように、ＣＯＤ濃度を経時的に測定した結果によれば、試験例１におけるＰＥＧ３００では、測定開始から早い段階でＣＯＤ濃度の大幅な低下が認められた。一方、試験例２におけるＰＰＧ１０００では、試験開始から１０日目まででＣＯＤ濃度は比較的大きく低下したが、その後はわずかな変化しか見られなかった。また、試験例３におけるＰＰＧ２０００では、試験開始から１０日目まででＣＯＤ濃度が比較的大きく低下し、１０日目以降もＣＯＤ濃度は緩やかに低下していた。そして、試験例３におけるＰＰＧ２０００では、１０日目以降のＣＯＤ濃度は、試験例２におけるＰＰＧ１０００の場合よりも低い値となっていた。
【表４】
2020075237.tif 000006
【００６３】
７．評価
図７及び表４に示すＣＯＤ濃度変化から、試験例１〜３のいずれも汚泥６０による生分解性が認められた。そして、汚泥６０による生分解性は、試験例１におけるＰＥＧ３００で最も高く、次いで試験例３におけるＰＰＧ２０００で高く、試験例２におけるＰＰＧ１０００では低くなっていた。これらの結果より、汚泥６０によるエチレングリコール（ＥＧ）とプロピレングリコール（ＰＧ）の共重合体の生分解特性には、当該共重合体の分子量よりもＥＧとＰＧの共重合比が大きく関与すると考えられた。
【００６４】
そして、試験例１のＰＥＧ３００におけるＥＧとＰＧとの共重合比がＥＧ：ＰＧ＝１０：０であり、試験例３のＰＰＧ２０００におけるＥＧとＰＧとの共重合比がＥＧ：ＰＧ＝５：５（すなわち、１：１）であることに鑑みて、汚泥６０を用いたポリエーテル類含有廃水の処理方法において、当該ポリエーテル類含有廃水に含まれＥＧとＰＧとの共重合比はＥＧ：ＰＧ＝１：１以下であることが好ましいことが推察された。
【００６５】
以上のように、本例によれば、低環境負荷かつ低コストで大規模な処理が可能なポリエーテル類含有廃水の処理方法を提供することができる。
【符号の説明】
【００６６】
１  ポリエーテル類含有廃水処理装置
１０  ＵＡＳＢ反応槽
２０  ＤＨＳ反応槽
２１  処理済水排出路
２２  還流路
３０  廃水貯留部
３２  供給廃水
４０  ガス回収部
５０  処理済水回収部
６０  汚泥
【図１】
2020075237.tif 000007
【図２】
2020075237.tif 000008
【図３】
2020075237.tif 000009
【図４】
2020075237.tif 000010
【図５】
2020075237.tif 000011
【図６】
2020075237.tif 000012
【図７】
2020075237.tif 000013