(57)【要約】【課題】生物処理槽における有機物の分解の促進及びＢＯＤ・ＣＯＤの低減に効果的に寄与する微生物製剤の提供。【解決手段】微生物の粉末菌体と鉱物とを含み、前記鉱物は、珪砂、カオリナイト、緑泥石、ギブサイトの少なくとも１種類以上を含む、微生物製剤。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
微生物の粉末菌体と鉱物とを含み、前記鉱物は、珪砂、カオリナイト、緑泥石、ギブサイトの少なくとも１種類以上を含む、微生物製剤。
【請求項２】
前記微生物は、枯草菌（Ｂａｃｉｌｌｕｓ  ｓｕｂｔｉｌｉｓ）である、請求項１記載の微生物製剤。
【請求項３】
前記鉱物は、体積平均径が０．００３ｍｍ〜５．０ｍｍの範囲である、請求項１または２に記載の記載の微生物製剤。
【請求項４】
前記微生物は、受託番号ＮＩＴＥ  Ｐ−０２７９５で寄託されているＢａｃｉｌｌｕｓ  ｓｕｂｔｉｌｉｓ  Ｂ−１−２株、受託番号ＮＩＴＥ  Ｐ−０２７９６で寄託されているＢａｃｉｌｌｕｓ  ｓｕｂｔｉｌｉｓ  Ｂ−６−１株、受託番号ＮＩＴＥ  Ｐ−０２７９７で寄託されているＢａｃｉｌｌｕｓ  ｓｕｂｔｉｌｉｓ  Ｂ−１０−１株、受託番号ＮＩＴＥ  Ｐ−０２７９８で寄託されているＢａｃｉｌｌｕｓ  ｓｕｂｔｉｌｉｓ  Ｂ−１１−３株、またはこれらの２以上の混合物から選択される、請求項１から３のいずれか１項に記載の微生物製剤。
【請求項５】
有機物を含む排水である原水を生物処理槽に導入し、前記生物処理槽で微生物により前記原水を処理する排水処理方法であって、請求項１から４のいずれか１項に記載の微生物製剤を添加することを含む、上記方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微生物の粉末菌体と鉱物とを含む微生物製剤に関する。より詳細には、微生物の粉末菌体と、珪砂、カオリナイト、緑泥石、ギブサイト、またはこれらの２以上の混合物から選択される鉱物とを含む微生物製剤に関する。また、この微生物製剤を用いた排水処理方法も提供する。
【背景技術】
【０００２】
排水処理において、生物処理槽を有する活性汚泥法は、物理的・化学的な排水処理方法と比較し、特殊な施設や複雑な装置などを必要とせず、また活性汚泥中の生物が中心となって処理を行うこととなるため、経済的にも有利な排水処理方法として知られている。
【０００３】
代表的な活性汚泥法の一つに、標準活性汚泥法がある（図１）。本法は主に生物処理槽と沈殿池から構成され、生物処理槽ではエアレーションにより空気を吹き込むことにより、活性汚泥中で生息する微生物を活性化させ、流入する排水中に含まれる有機物を分解・資化させる。一方、沈殿池では汚泥と上澄水とを固液分離して、上澄水は処理水として放流され、一方で沈降した汚泥は余剰汚泥として系外に排出される。なお、余剰汚泥の一部は返送汚泥として生物処理槽の上段に返送され、再び活性汚泥として系内を循環することとなる。生物処理槽の前段に原水を貯留する原水槽などが設けられることもある。
【０００４】
排水に含まれる有機物にはデンプン、タンパク質、油脂などがあるが、その除去メカニズムは、活性汚泥中で生息する微生物（特に好気性細菌）の活性に大きく依存する。活性汚泥中の微生物はデンプン分解酵素（アミラーゼ）、タンパク質分解酵素（プロテアーゼ）、油脂分解酵素（リパーゼ）などの多種多様な酵素を分泌し、有機物の分解を行う。代表的な有機物であるデンプンは単糖類（グルコース）に、タンパク質はアミノ酸に、油脂はグリセリンと脂肪酸にまで分解される。
【０００５】
有機物の分解産物である単糖類、アミノ酸、グリセリン、脂肪酸などは比較的低分子であり、微生物に速やかに取り込まれて菌体のエネルギー源となる。これらエネルギー源を得て増殖した微生物は、活性汚泥で生息するツリガネムシ（ボルティセラ）などの原生動物に摂食される。さらに微生物や原生動物は、同じく活性汚泥で生息するヒルガタワムシなどの後生動物に摂食される。つまり、有機物は微生物の餌に、微生物は原生動物の餌に、微生物と原生動物は後生動物の餌になることから、活性汚泥中では独自の生態系ピラミッドが構築されており、食物連鎖が絶え間なく進行していることで知られている。
【０００６】
上記の通り、排水中の有機物に対して最初にアタックするのは微生物が分泌する酵素であり、また酵素によって低分子化された分解産物を摂食するのは微生物である。活性汚泥に生息する様々な微生物種の中でも、バチルス属細菌（Ｂａｃｉｌｌｕｓ属、以下「バチルス」と略することもある。）はアミラーゼ、プロテアーゼ、リパーゼなどの有用な有機物分解酵素を多量に分泌することで知られているため、活性汚泥法では特に有用な微生物種として知られている。
【０００７】
活性汚泥法にて有用とされる有用微生物やバチルスを活性汚泥中でできる限り優占種とするべく様々な取り組みが行われている。例えば、原水中のＢＯＤ・ＣＯＤを分解する目的で、有機物分解活性の高い微生物を含む微生物製剤を添加したり、微生物の栄養源となる栄養剤を添加することが行われている。
【０００８】
特開２００８−１２６１６９号公報（特許文献１）には、下水処理場に送る排水に有機物を分解する機能を有する微生物を含む微生物製剤を添加することが記載されており、この微生物が好ましくはバチルス・トヨイ菌であり、実施例では、バチルス・トヨイ菌と、グルコース、炭酸マグネシウム、アミノ酸とを均一分散した粉体を微生物製剤として用いたことが記載されている。
【０００９】
特許第６１７２４０２号明細書（特許文献２）には、有機物を含む排水処理においてバチルスを活性化する活性剤を添加することが記載されており、前記活性剤は、高炉スラグ、珪藻土、パーライト、及びセメントからなる群から選ばれる少なくとも１種類の粉砕物を含み、前記活性剤は全体の５０個数％以上が１０μｍ未満の粒径を有することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００８−１２６１６９号公報
【特許文献２】特許第６１７２４０２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献１に記載されるように、微生物製剤を製造する際、微生物の栄養目的や菌数を整える目的でグルコースやアミノ酸などの有機物が混合物として使用されることがあるが、これらの有機物の多くはＢＯＤ・ＣＯＤを増加させる。微生物製剤を添加する目的はＢＯＤ・ＣＯＤの低減であるため、微生物製剤の中にＢＯＤ・ＣＯＤの増加の原因となる有機物が一定以上含まれることは、成分溶出の観点から好ましくない。
【００１２】
特許文献２に記載される活性剤は、基本的には微生物を含まず、生物処理槽の活性汚泥中の微生物の活動を活性化させるための剤である。このような活性剤は、そもそも生物処理槽の活性汚泥中に目的とする微生物（例えばバチルス）が一定数存在している必要があり、目的とする微生物が一定数存在していなければ有機物分解の効果を発揮することが出来ない。また、目的とする微生物が一定数存在した場合においても、活性剤の添加から菌体数の増殖までには時間を要し、さらに有機物分解の効果が発揮されるまでに大幅なタイムラグが発生することがある。
【００１３】
本発明は、生物処理槽における有機物の分解の促進及びＢＯＤ・ＣＯＤの低減に効果的に寄与する微生物製剤の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的に対して鋭意検討した結果、本発明者は、微生物の粉末菌体と、特定の鉱物とを組み合わせて得た微生物製剤は、生物処理槽における有機物の分解を顕著に促進することを見出し、本発明を完成させた。本発明は、これらに限定されないが、以下を含む。
［１］微生物の粉末菌体と鉱物とを含み、前記鉱物は、珪砂、カオリナイト、緑泥石、ギブサイトの少なくとも１種類以上を含む、微生物製剤。
［２］前記微生物は、枯草菌（Ｂａｃｉｌｌｕｓ  ｓｕｂｔｉｌｉｓ）である、［１］記載の微生物製剤。
［３］前記鉱物は、体積平均径が０．００３ｍｍ〜５．０ｍｍの範囲である、［１］または［２］に記載の記載の微生物製剤。
［４］前記微生物は、受託番号ＮＩＴＥ  Ｐ−０２７９５で寄託されているＢａｃｉｌｌｕｓ  ｓｕｂｔｉｌｉｓ  Ｂ−１−２株、受託番号ＮＩＴＥ  Ｐ−０２７９６で寄託されているＢａｃｉｌｌｕｓ  ｓｕｂｔｉｌｉｓ  Ｂ−６−１株、受託番号ＮＩＴＥ  Ｐ−０２７９７で寄託されているＢａｃｉｌｌｕｓ  ｓｕｂｔｉｌｉｓ  Ｂ−１０−１株、受託番号ＮＩＴＥ  Ｐ−０２７９８で寄託されているＢａｃｉｌｌｕｓ  ｓｕｂｔｉｌｉｓ  Ｂ−１１−３株、またはこれらの２以上の混合物から選択される、［１］から［３］のいずれか１項に記載の微生物製剤。
［５］有機物を含む排水である原水を生物処理槽に導入し、前記生物処理槽で微生物により前記原水を処理する排水処理方法であって、［１］から［４］のいずれか１項に記載の微生物製剤を添加することを含む、上記方法。
【発明の効果】
【００１５】
本発明では、微生物製剤を製造する際の混合物として特許文献１に記載されるような有機物ではなく、不溶性の鉱物を使用する。このため、排水中への有機物の溶出が少なく、ＢＯＤ・ＣＯＤを余計に増加させることがない。
【００１６】
また、本発明では特許文献２に記載されるような活性剤（栄養剤）ではなく、微生物を含む微生物製剤を用いる。このため、もともと生物処理槽の活性汚泥中に目的とする微生物（例えばバチルス）が一定数存在していなくとも、微生物製剤の添加で活性汚泥に微生物が定着し、有機物分解の効果を発揮させることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】一般的な標準活性汚泥法のフロー図である。
【図２】微生物製剤の添加位置の例を示す図である（Ａ：原水槽前段、Ｂ：原水槽中段、Ｃ：原水槽後段、Ｄ：生物処理槽前段、Ｅ：生物処理槽中段）。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の微生物製剤は、微生物の粉末菌体と、特定の種類の鉱物とを含む。微生物製剤に用いる微生物は、有機物分解活性が高い微生物であればいずれも使用することができる。微生物の種類は１種類でもよく、２種類以上であってもよい。また、特定の単独の菌株を用いてもよいし、２つ以上の菌株を組み合わせて用いてもよい。
【００１９】
微生物の中では、バチルス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ）属細菌（以下「バチルス」とも呼ぶ。）は好ましい。バチルスは、水中や土壌など自然界に広く存在する細菌である。バチルスは、有機物分解酵素を多量に分泌するため、生物処理槽に用いる微生物として優れている。また、バチルスはｐＨ変動、水温変動、毒物混入、栄養源枯渇などと言った外部環境の悪化時に芽胞の形態を取り、休眠状態となることが知られている。芽胞は環境負荷に極めて強い耐性を示し、環境悪化時にも死滅することなく生き延びることが可能である。環境負荷が解消されると発芽し、再び栄養細胞の形態となり生命活動を開始する。このようにバチルスは、芽胞を形成することにより環境の変化に対して安定であり、微生物製剤とした際に長期的に安定に保存することができ、好ましい。
【００２０】
バチルスは、活性汚泥法などを用いる排水処理設備の生物処理槽において有用である。排水処理設備の生物処理槽におけるバチルスは、大気中や被処理原水から少量が自然に持ち込まれる。しかし、排水処理において、有機物含量が極度に高い原水が流入した場合や、生物処理槽の立ち上げの際などには自然に持ち込まれたバチルスのみでは処理が適切に進まないことがある。このような場合にバチルスを含む微生物製剤を系内に添加することで、原水中の有機物分解の促進、有機物に由来する膜閉塞の解消、生物処理槽の立ち上げ期間の短縮、汚泥濃度の回復、消臭、消泡、汚泥の減容、汚泥の沈降促進、バルキング解消、などの効果を得ることができる。
【００２１】
バチルス属細菌は約３００種が知られており、炭疽菌（Ｂａｃｉｌｌｕｓ  ａｎｔｈｒａｃｉｓ）やセレウス菌（Ｂａｃｉｌｌｕｓ  ｃｅｒｅｕｓ）などの病原菌や、納豆などの発酵食品の製造に使用され、病原性を有さない点で安全性が確立している枯草菌（Ｂａｃｉｌｌｕｓ  ｓｕｂｔｉｌｉｓ）などがある。本発明の微生物製剤における微生物としてバチルスを用いる場合には、病原性がない菌を用いる。病原性がないバチルス属の菌の例としては、これに限定されないが、上述の枯草菌（Ｂａｃｉｌｌｕｓ  ｓｕｂｔｉｌｉｓ）が挙げられる。枯草菌（Ｂａｃｉｌｌｕｓ  ｓｕｂｔｉｌｉｓ）は、菌種レベルで安全性が確保されているため、人体や環境への影響を回避することが可能であり、好ましい。
【００２２】
枯草菌を微生物製剤における微生物として使用する場合、例えば、これに限定されないが、受託番号ＮＩＴＥ  Ｐ−０２７９５で寄託されているバチルス・サブティリス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ  ｓｕｂｔｉｌｉｓ）Ｂ−１−２株、受託番号ＮＩＴＥ  Ｐ−０２７９６で寄託されているバチルス・サブティリス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ  ｓｕｂｔｉｌｉｓ）Ｂ−６−１株、受託番号ＮＩＴＥ  Ｐ−０２７９７で寄託されているバチルス・サブティリス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ  ｓｕｂｔｉｌｉｓ）Ｂ−１０−１株で、受託番号ＮＩＴＥ  Ｐ−０２７９８で寄託されているバチルス・サブティリス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ  ｓｕｂｔｉｌｉｓ）Ｂ−１１−３株などを使用することができる。これらの菌株は、高い有機物分解活性を示す点で好ましい。
【００２３】
本発明の微生物製剤は、微生物を粉末化した粉末菌体を含む。粉末菌体の製造に際しては、まず、粉末化に供するための有機物の分解活性を有する微生物を選択する。微生物として、単独の菌種または菌株を粉末化に供してもよく、また、菌種や菌株の異なる微生物同士を混合したものを粉末化に供してもよい。また、菌種や菌株の異なる微生物をそれぞれ粉末化してから得られた粉末菌体同士を混合してもよい。微生物は、菌種が明らかであり、雑菌の少ないものを用いることが好ましい。菌体を粉末化する際には、噴霧乾燥、流動層乾燥、凍結乾燥などの公知の手法を適宜利用することができる。粉末化の際には、糖類、スキムミルク、キレート剤などの基材（保護剤、分散剤などとも呼ばれる）と混合してから粉末化してもよい。基材を混合する場合の粉末菌体における菌体と基材との混合比は、特に限定されず、例えば、菌体（乾燥物）：基材（乾燥物）の質量比で、１：９９〜９９：１の範囲であってもよく、５：９５〜９５：５の範囲であってもよく、１０：９０〜９０：１０の範囲であってもよい。
【００２４】
本発明の微生物製剤は、上述した微生物の粉末菌体に加えて、鉱物を含み、この鉱物は、珪砂、カオリナイト、緑泥石、及びギブサイトのうちの少なくとも１種類以上を含む。本明細書において、鉱物とは、自然界で産出される結晶質の無機物質をいう。珪砂は、石英を主成分とする砂である。花崗岩や珪石の風化により生成された石英の砂である天然珪砂と、珪石を人工的に粉砕し篩い分けして得た人造珪砂があるが、本発明ではいずれを用いてもよい。珪石を粉砕、篩い分けしたものは、その粒径に応じて珪砂１号〜９号と呼ばれ、号数が小さいほど粒径が大きい。珪砂９号の粒径は０．０３〜０．１０ｍｍ程度であり、珪砂９号より細かい粉末状のものは、シリカパウダーと呼ばれることがある。本発明では、珪砂としては、珪砂１号〜９号及びシリカパウダーのいずれを用いてもよい。
【００２５】
カオリナイトは、一般的な化学組成がＡｌ２Ｓｉ２Ｏ５（ＯＨ）４であるアルミナ質の粘土鉱物の一種である。緑泥石は、マグネシウム、アルミニウム、鉄などを含む層状のケイ酸塩鉱物であり、クロライトとも呼ばれる。ギブサイトは、水酸化アルミニウムからなり、ボーキサイトを構成する主要な鉱物の１つである。
【００２６】
上記の鉱物の中では、安価であることから、珪砂が好ましい。このような鉱物は、生物処理槽の中でフロック核となるため、例えば槽内の活性汚泥の濃度（ＭＬＳＳ）が低下した際に添加することで、微生物によるフロック形成能との相乗効果により、速やかに汚泥濃度を回復させる効果がある。また、これらの鉱物は、汚泥に添加した際に、汚泥の沈降性を向上させ、汚泥の脱水性も向上させる効果があると考えられる。また、粉末菌体単独では吸湿などの影響を受けやすいが、粉末菌体をこれらの鉱物と混合することにより、微生物製剤の長期保管時にも安定した生菌率を得ることができる。
【００２７】
活性汚泥中の微生物は、原水中のイオンを菌体増殖の栄養源や有機物分解酵素の活性向上のために利用している。このため、鉱物としては、イオンを吸着しにくいものが好ましい。一般的に、鉱物はマイナスに帯電しており、陽イオンが吸着される。これら鉱物が他のイオンを含む溶液と接触した際、吸着イオンと溶液中の異種イオンとの間で交換反応が起こる。この時の反応により溶液中に放出される陽イオンの量は陽イオン交換容量（Ｃａｔｉｏｎ  Ｅｘｃｈａｎｇｅ  Ｃａｐａｓｉｔｙ：ＣＥＣ）と呼ばれ、ｃｍｏｌ（＋）／ｋｇで表される。ＣＥＣが高いほど、カルシウムイオン、鉄イオン、マグネシウムイオンなど、微生物にとって有用とされる陽イオンを吸着しやすい。このため微生物製剤に利用する鉱物としては、ＣＥＣが低く原水中の無機イオンを吸着しにくい鉱物が好ましいと考えられる。ＣＥＣは、例えば、珪砂は一般的に１〜２ｃｍｏｌ（＋）／ｋｇ程度であり、ケイ酸塩鉱物であるカオリナイトは２〜１５ｃｍｏｌ（＋）／ｋｇ程度であり、緑泥石は２〜４０ｃｍｏｌ（＋）／ｋｇ程度であり、ギブサイトは０ｃｍｏｌ（＋）／ｋｇ程度であると言われている。これらは、微生物製剤中に用いた場合有機物分解活性が高くなる傾向があるため好ましい。ＣＥＣの高い鉱物、例えば、ゼオライト（１２０〜１５０ｃｍｏｌ（＋）／ｋｇ程度）、バーミキュライト（１００〜１５０ｃｍｏｌ（＋）／ｋｇ程度）、スメクタイト（６０〜１５０ｃｍｏｌ（＋）／ｋｇ程度）などは、有機物分解活性が低くなる傾向がみられるため微生物製剤に用いる鉱物として好ましくない。微生物製剤に用いる鉱物としては、ＣＥＣが０ｃｍｏｌ（＋）／ｋｇ以上４０ｃｍｏｌ（＋）／ｋｇ以下の範囲の鉱物が望ましいと考えられる。
【００２８】
ＣＥＣは、例えば、使用する鉱物（１種類または２種類以上の混合物）に酢酸アンモニウム溶液を添加して鉱物の陽イオン交換部位をアンモニウムイオンで飽和させ、過剰の（鉱物に吸着していない）アンモニウムイオンをエタノールを用いて洗浄除去した後、塩化カリウム溶液を添加して鉱物に吸着したアンモニウムイオンをカリウムイオンに交換し、次いで、液中に浸出したアンモニウムイオンの濃度を測定することにより算出することができる。
【００２９】
鉱物は、体積平均径（ＭＶ）が０．００３ｍｍ〜５．０ｍｍの範囲の粒状又は粉状の形態であることが好ましい。より好ましくは、体積平均径が０．００３ｍｍ〜３．０ｍｍの範囲である。体積平均径が０．００３ｍｍ未満であると、細かい粒子の割合が多くなり、取り扱い時に粉が舞い上がるなど、作業性が悪くなる傾向がある。特に、本発明の微生物製剤は屋外に設置された生物処理槽に添加する場合もあり、体積平均径が０．００３ｍｍ未満のように小さい場合には、添加時に風で飛散することも考えられるから、上記径は０．００３ｍｍ以上が望ましい。一方、体積平均径が５．０ｍｍを超えると、添加した微生物製剤中の鉱物の多くが処理槽の底部に堆積するようになり、配管閉塞などのトラブルに繋がる恐れがあるため、上記径は５．０ｍｍ以下が望ましい。鉱物（１種類または２種類以上の混合物）の体積平均径は、レーザー回析装置により測定することができる。
【００３０】
上記のような粒径を有する鉱物は、鉱物を公知の手法で粉砕し、篩い分けするなどにより製造することができる。
粉末菌体と鉱物との混合比率に制限は無く、例えば粉末菌体：鉱物＝０．１：９９．９〜９９．９：０．１（質量比）に至るまで、任意の比率で混合可能である。例えば、有機物の分解を促進させるためには、菌体の量を多めに設定することは好ましく、一方、生物処理槽の立ち上げのようなフロック核が少ない場合には、鉱物の量を多めに設定することは好ましい。また、菌体由来のＢＯＤ・ＣＯＤ溶出防止の観点から、鉱物の量を多めに設定することは好ましい。鉱物の量を多めに設定する場合の粉末菌体と鉱物との混合比率は、例えば、これらに限定されないが、粉末菌体：鉱物＝１：９９〜９９：１（質量比）であってもよく、１：９９〜５０：５０（質量比）であってもよく、１：９９〜１０：９０（質量比）であってもよい。
【００３１】
鉱物は複数の種類を併用しても良く、例えば、これに限定されないが、珪砂とカオリナイトとを混合し、さらに粉末菌体と混合することも可能である。
粉末菌体と鉱物とを主成分とする微生物製剤に、微生物の生育を促進させる成分、例えば、ブドウ糖、デンプン、糖蜜などの糖質、酵母エキス、ペプトンなどのタンパク質、動物油、植物油、廃油などの脂質、硫酸マグネシウム、塩化マグネシウム、水酸化マグネシウムなどのマグネシウム化合物、塩化カルシウム、水酸化カルシウム、酸化カルシウム、硝酸カルシウムなどのカルシウム化合物、塩化マンガン、硫酸マンガン、硝酸マンガンなどのマンガン化合物、二酸化ケイ素、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウムなどのケイ素化合物、塩化第一鉄、塩化第二鉄、硫酸第一鉄、硫酸第二鉄、硝酸第一鉄、硝酸第二鉄などの鉄化合物、その他の化合物や鉱物などを適宜混合してもよい。これらの粉末菌体及び特定の鉱物以外の成分を混合する場合には、これらの成分の混合割合は、微生物製剤の５０質量％以下であることが好ましく、２０質量％以下であることがさらに好ましく、１０質量％以下であることがさらに好ましく、５質量％以下であることがさらに好ましい。これらの成分は、微生物製剤に混合しなくてもよい（すなわち、微生物製剤が、粉末菌体と、特定の鉱物とのみからなっていてもよい）。
【００３２】
粉末菌体、珪砂、カオリナイト、緑泥石、及びギブサイトの合計量は、微生物製剤全体の質量に対して、５０質量％以上であることが好ましく、８０質量％以上であることがさらに好ましく、９０質量％以上であることがさらに好ましく、９５質量％以上であることがさらに好ましい。１００質量％であってもよい（すなわち、微生物製剤が、粉末菌体と、特定の鉱物とのみからなっていてもよい）。
【００３３】
微生物製剤は、粉末菌体と、特定の鉱物と、任意に他の成分とを含み、その形態は通常は粉体状であるが、これにに限定されず、例えば、錠剤化されていてもよい。
微生物製剤は、そのままの形（例えば、粉体や錠剤の形態）で使用してもよく、あるいは、使用前に粉体や錠剤等を水と混ぜてペースト状、スラリー状、または液体状にしてから使用してもよい。その他、粉体や錠剤等を水溶性のビニールなどに密閉し、粒子が突風で飛散しないような形態として用いてもよい。
【００３４】
本発明の微生物製剤は、有機物を微生物により分解させる槽である生物処理槽を用いる装置や方法に添加して使用することができる。例えば、標準活性汚泥法、オキシデーションディッチ法、深槽曝気法、ステップエアレーション法、硝化脱窒法、Ａ２Ｏ法（嫌気・無酸素・好気法）などの活性汚泥法の他、好気性生物膜法、固定床型浸漬ろ床法、流動床型浸漬ろ床法、回転円盤法などの生物膜法などの生物処理槽を用いる排水処理方法に適用することができる。また、嫌気処理槽、メタン発酵槽、生物脱臭槽、コンポスト発酵槽などの生物処理槽を用いる方法にも適宜使用可能である。
【００３５】
微生物製剤を排水処理方法に用いる場合、上述の通り、生物処理槽を用いて微生物により原水（排水）を処理する方法に用いることができる。
生物処理槽とは、上述の通り、有機物を微生物により分解させる槽であり、ここで排水に含まれる有機物が微生物により分解される。生物処理槽は、一般には、微生物を活性化させるために空気が吹き込まれ(曝気され)、曝気槽と呼ばれることもある。
【００３６】
処理対象となる原水（排水）は直接に生物処理槽に流入する場合もあるし、生物処理槽の前段に原水槽などを設けることもできる。原水槽は、原水の水質測定、処理流量の調整、流入水質の安定化(均一化)などの目的で設置することがある。
【００３７】
排水処理の工程において、微生物製剤を添加する場所としては、添加した微生物製剤が生物処理槽に流入する場所であればいずれでもよい。例えば、排水処理工程の中で原水（有機物を含む排水）が最初に流入する原水槽の前段から生物処理槽の中段までのいずれかの場所であり、好ましくは原水槽の前段から生物処理槽前段までのいずれかの場所であり、さらに好ましくは生物処理槽の前段である。また、１つの添加場所に限定されるのではなく、複数の添加場所から添加しても構わない。なお、槽の前段とは、槽に被処理水が流入してくる付近をいい、槽の後段とは、その槽から次の槽へと被処理水が流出する付近（例えば生物処理槽であれば、生物処理槽から次の槽（例えば沈殿池）へと被処理水が流出する付近）をいい、槽の中段とは、それらの中間の部分をいう。図２に、微生物製剤の添加場所の例を示す。図２の矢印のＡは原水槽の前段であり、Ｂは原水槽の中段であり、Ｃは原水槽の後段であり、Ｄは生物処理槽の前段であり、Ｅは生物処理槽の中段である。図２に示される矢印のＡ〜Ｅのいずれかの１つまたは複数の場所で添加してもよい。
【００３８】
そのほか、排水処理現場で微生物を培養する装置（オンサイト培養装置）の種菌として添加してもよい。
微生物製剤の添加方法は特に限定されず、手作業のよる手動添加のほか、投入機による自動添加でもよい。また、一回添加、複数回に及ぶ間欠添加、連続添加のいずれでも良い。
【００３９】
本発明の排水処理方法は、食品製造工場、化学品製造工場、機器製造工場、医薬品製造工場などの各種製造工場の排水処理施設のほか、屠畜場、浄水場、下水処理場、し尿処理場、農場などの、生物処理槽を用いる排水処理施設に適用することができる。
【実施例】
【００４０】
以下に、本発明を実施例を用いて具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
[実施例１] 鉱物の体積平均径の検討
様々な体積平均径を有する珪砂を用意し、水中での流動状態を評価した。２Ｌメスシリンダーに水道水を１Ｌ張り、エアポンプに連結したエアストーンによる曝気を行い、生物処理槽を模倣した。様々な径の珪砂を１００ｍｇ／Ｌ添加した後、珪砂の流動状態を肉眼により評価した。結果を表１に示す。
【００４１】
【表１】
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【００４２】
評価の結果、体積平均径が０．００３ｍｍ未満では添加時に粉体が舞い上がり、作業性が悪い傾向にあった。例えば屋外の現場で添加する際など、突風で飛散する恐れなども考えられるので不適と考えられた。０．００３ｍｍ〜５．０ｍｍの範囲では作業性に問題なく、メスシリンダー内で良好に流動した。中でも０．００３ｍｍ〜３．０ｍｍの範囲ではメスシリンダー内での均一性が極めて良い傾向にあった。一方、粒径が５．０ｍｍより大きい場合には、多くがメスシリンダーの底部に堆積してしまい、流動性が悪い傾向にあった。本実施例より、鉱物の体積平均径を０．００３ｍｍ〜５．０ｍｍの範囲に調整し、槽内での均一性を保ちながら流動させることが好ましいと考えられる。
【００４３】
[実施例２]
枯草菌菌株Ｂ−１−２株、Ｂ−６−１株、Ｂ−１０−１株、Ｂ−１１−３株について、それぞれの菌株を栄養培地（ポリペプトン１０ｇ／Ｌ、酵母エキス２ｇ／Ｌ、硫酸マグネシウム七水和物１ｇ／Ｌ、ｐＨ７．０）にて培養し、菌体を洗浄・遠心回収したのち、基材（スキムミルク）と共に凍結乾燥機にて粉末化し、粉末菌体を製造した。この粉末菌体と珪砂（体積平均径０．０１ｍｍ）とを１０：９０の質量比で混合したものをそれぞれ微生物製剤Ｂ−１−２剤、Ｂ−６−１剤、Ｂ−１０−１剤、Ｂ−１１−３剤とした。各微生物製剤における上記の基材の量は、およそ５質量％程度であった。
【００４４】
純水１Ｌに対して各種微生物製剤を１００ｍｇ／Ｌとなるよう添加し、スターラーで３時間低速撹拌を行ったものを微生物製剤懸濁液とし、ＣＯＤを測定した。また、Ｂｌａｎｋ（純水のみ）および、粉末菌体と有機物とからなる他社微生物製剤（他社品Ａ）についても試験に供した。
【００４５】
表２に示す通り、Ｂ−１−２剤、Ｂ−６−１剤、Ｂ−１０−１剤、Ｂ−１１−３剤は、粉末菌体と混合する混合物として粉末鉱物（珪砂）を使用しているため、混合物として有機物を使用している他社品Ａと比較しＣＯＤが低かった。他社品Ａのように有機物を含む微生物製剤の場合は、添加時に微生物製剤由来の有機物が溶出し、微生物製剤によるＢＯＤ・ＣＯＤの低減効果が薄れてしまう。一方、Ｂ−１−２剤、Ｂ−６−１剤、Ｂ−１０−１剤、Ｂ−１１−３剤は微生物製剤によるＢＯＤやＣＯＤの増加がほとんど無い。
【００４６】
【表２】
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【００４７】
[実施例３]
実施例２と同様に、Ｂ−１−２剤、Ｂ−６−１剤、Ｂ−１０−１剤、Ｂ−１１−３剤および他社品Ａを有機物分解活性の試験に供した。
【００４８】
デンプン分解活性の評価は、以下の手法により実施した。２００ｍＬ三角フラスコに模擬排水（酵母エキス０．５ｇ／Ｌ、リン酸水素二アンモニウム０．５ｇ／Ｌ、ｐＨ７．０）を１００ｍＬ張り、オートクレーブ滅菌した。オートクレーブ後、０．２２μｍフィルタで別滅菌済みのデンプン水溶液を加え、デンプン終濃度として０．２ｇ／Ｌとなるよう調整した。調整後の培地に微生物製剤を１００ｍｇ／Ｌ添加し、１５０ｒｐｍ、３０℃で往復振盪を行った。培養０ｈ及び４８ｈでサンプリングし、デンプン測定キット（Ｍｅｇａｚｙｍｅ社製、Ｋ−ＴＳＴＡ−１００Ａ）によりデンプンの定量を行い、以下の式によりデンプン分解率を算出した：
（培養０ｈ−培養４８ｈ）÷ 培養０ｈ × １００＝デンプン分解率（％）。
【００４９】
タンパク質分解活性の評価は、以下の手法により実施した。２００ｍＬ三角フラスコに前述の模擬排水を１００ｍＬ張り、オートクレーブ滅菌した。オートクレーブ後、０．２２μｍフィルタで別滅菌済みのカゼインＮａ水溶液を加え、カゼインＮａ終濃度として２ｇ／Ｌとなるよう調整した。調整後の培地に微生物製剤を１００ｍｇ／Ｌ添加し、１５０ｒｐｍ、３０℃で往復振盪を行った。培養０ｈ及び２４ｈでサンプリングし、タンパク質測定キット（富士フイルム和光純薬株式会社製、プロテインアッセイラピッドキットワコーＩＩ）によりタンパク質の定量を行い、以下の式によりタンパク質分解率を算出した：
（培養０ｈ−培養２４ｈ）÷ 培養０ｈ × １００＝タンパク質分解率（％）。
【００５０】
油脂分解活性の評価は、以下の手法により実施した。２００ｍＬ三角フラスコに前述の模擬排水を１００ｍＬ張り、オートクレーブ滅菌した。オートクレーブ後、０．２２μｍフィルタで別滅菌済みのラードを加え、ラード終濃度として１ｇ／Ｌとなるよう調整した。調整後の培地に微生物製剤を１００ｍｇ／Ｌ添加し、１５０ｒｐｍ、３０℃で往復振盪を行った。培養０ｈ及び４８ｈでサンプリングし、サンプル４ｍＬに対してリパーゼ製剤（水ｉｎｇ社製、ユーサワー１２０）を３０ｍｇ添加したのち、４０℃で６０分間酵素反応させてグリセリンを遊離させた。その後、Ｆ−キット（ＪＫインターナショナル社製、Ｆ−キットグリセロール）にて残存グリセリンを測定することで、油脂量の測定を行った。なおリパーゼ製剤による酵素反応前に存在していたグリセリンは、バチルス属細菌によって速やかに資化されることを事前確認済みである。得られた油脂量について、以下の式により油脂分解率を算出した：
（培養０ｈ−培養４８ｈ）÷ 培養０ｈ × １００＝油脂分解率（％）。
【００５１】
試験の結果を表３に示す。Ｂ−１−２剤、Ｂ−６−１剤、Ｂ−１０−１剤、Ｂ−１１−３剤は、他社品Ａと比較し有機物の分解活性が顕著に高い傾向にあった。
【００５２】
【表３】
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【００５３】
［実施例４]
実施例２と同様に、枯草菌菌株Ｂ−１−２株の粉末菌体を製造し、珪砂（体積平均径０．０１ｍｍ）と１０：９０の質量比で混合したものを珪砂剤とした。同様に、カオリナイト（体積平均径約０．０１ｍｍ）と１０：９０の質量比で混合したものをカオリナイト剤、緑泥石（体積平均径約０．０１ｍｍ）と１０：９０の質量比で混合したものを緑泥石剤、ギブサイト（体積平均径約０．０１ｍｍ）と１０：９０の質量比混合したものをギブサイト剤、ゼオライト（体積平均径約０．０１ｍｍ）と１０：９０の質量比で混合したものをゼオライト剤、バーミキュライト（体積平均径約０．０１ｍｍ）と１０：９０の質量比で混合したものをバーミキュライト剤、スメクタイト（体積平均径約０．０１ｍｍ）と１０：９０の質量比で混合したものをスメクタイト剤とした。
【００５４】
実施例３と同様に、珪砂剤、カオリナイト剤、緑泥石剤、ギブサイト剤、ゼオライト剤、バーミキュライト剤、スメクタイト剤をデンプン分解活性の試験に供した。
試験の結果を表４に示す。また、各鉱石の陽イオン交換容量の参考値を表４に示す。陽イオン交換容量が４０ｃｍｏｌ（＋）／ｋｇ以下の珪砂剤、カオリナイト剤、緑泥石剤、ギブサイト剤は、陽イオン交換容量が高いゼオライト剤、バーミキュライト剤、スメクタイト剤と比較し、デンプンの分解率が顕著に高い傾向にあった。また、タンパク質分解率、油脂分解率も同様の傾向を示した。
【００５５】
【表４】
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【図１】
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【図２】
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