(57)【要約】【課題】本発明は大型の設備を必要とせず、現行の施設の運転で可能であり、薬剤コスト、運転コストが安く効率的に微生物による難分解物質の分解除去方法を、提供することにある。すなわち難分解性物質を分解する微生物がPseudomonadaceae属Pseudomonas sp.W-4及びChryseobacterium属Chryseobacterium sp. W-6である微生物を用いて、生物処理法の活性汚泥方法処理で短時間にPVAを分解する方法を提供するものである。【解決手段】着色排水のバイオ脱色処理システムの活性汚泥槽から検索して、分離を試みた２菌株Pseudomonadaceae属Pseudomonas sp. W-4、及びChryseobacterium属Chryseobacterium sp. W-6を培養し、活性汚泥槽に添加することにより、TOC,CODの低減を行う。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
難分解性物質を分解する微生物がPseudomonadaceae属Pseudomonas sp.
W-4及びChryseobacterium属Chryseobacterium sp. W-6である難分解性物質
の除去方法。
【請求項２】
難分解性物質の主成分がポリビニルアルコ−ルである請求項２記
載の難分解性物質の除去方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微生物を利用して難分解性物質を分解処理する、排水処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自然環境保護の観点から、排水処理の方法として、エネルギー損失が少なく、汚泥排出の少ない微生物処理方法が、大変注目されている。しかしながら、排水の中には、合成高分子をはじめ、微生物による分解を受けにくいものが多数存在する。また、処理したい物質を分解する微生物を発見して、実際の処理においてその能力を活用したとしても、その分解能を効果的に発現、維持するのは非常に難しい問題である。繊維染色排水には色々な物質が、水質汚濁法の排水基準のCODに関与している。そのCOD源を生物処理法である活性汚泥方法では分解されにくく、難分解性物質といわれています。
繊維染色排水には、染色する前の工程では染色する布を漂白、精練する工程があり、
この漂白・精練工程から排出されるCOD源は難分解性物質が多く含有していることは
分かっている。活性汚泥処理方法では、漂白・精練工程から排出されるCOD源の
処理は困難である。一般に、繊維染色工業の排水は、精練工程から、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸、澱粉等の糊剤、糊抜き剤、界面活性剤等が排出され、染色工程からは、反応性染料、分散染料、酸性染料等の染色廃水、染色助剤、洗浄廃水等が排出され、仕上げ工程からは、油剤、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂等が排出される。これらの排水は、多くの場合著しく着色した濁った液体で、環境負荷を表すＣＯＤが高い。漂白・精練工程から排出されるCOD源の難分解性物質の主成分はポリビニルアルコ−ル（以下ＰＶＡと記する）で繊維工業の経糸剤、接着剤、フィルム、紙加工材などとして広く用いられている。
【０００３】
従来より用いられている繊維染色工業の排水における代表的な物理化学的処理方法は、鉄塩、アルミニウム化合物等の金属塩が主成分の無機系凝集剤やポリアクリルアミド等の高分子凝集剤を多量に添加し、凝集沈殿処理又は加圧浮上処理などの物理化学的方法及び活性汚泥処理などの生物学的方法を組み合わせた処理が採用されている場合が多い。しかしながら物理学的方法では、ポリアクリルアミド中に含まれる不純物のアクリルアミドモノマ−に神経毒、発ガン性などの環境・健康問題が指摘されている。また多量の凝集剤が必要とするために凝集剤コストを要し、また大量に生成する凝集された汚泥、スラッジが排出されている。現状では凝集した汚泥、スラッジを脱水された脱水ケ−キのまま埋め立て処分されたり、一部は焼却されている。これからは凝集剤の価格や汚泥・スラッジの処分費の高騰や排水処理の運転コストが更に高くなるので、埋め立て処分や焼却は難しくなってくる。また活性汚泥方法では、用いる活性汚泥中曝気槽に、ＰＶＡを分解または資化できる菌が存在するか、また割合が低いか、またはPVAを資化する微生物が存在していたとしてもその増殖速度・増殖率が非常に小さいため、通常運転の24時間滞留では効率良く処理されていないで未分解として排出されている。
【０００４】
ＰＶＡを含有する排水の他の物理化学的方法として、気泡分離法、凝集沈殿法、限外濾過法、活性炭吸着法、重金属キレ−ト法などで処理されている。活性炭吸着法の場合は、活性炭の消費量が膨大になり、更に使用後の活性炭を再生することも多額の処理費用を要する。一方微生物を用いた排水処理方法は、一般的に生物処理、活性汚泥処理等の処理装置の提案が多く微生物を特定した処理方法は少ない。
【０００５】
特許文献１記載の技術には培地に過酸化水素分解力を有する酵素を添加することを特徴とする微生物の培養方法、特定の有機化合物、該有機化合物を分解する微生物及び過酸化水素分解力を有する酵素からなる組成物、特定の有機化合物の酸化能又は資化能を示す微生物の培養菌体又は培養菌体成分を、過酸化水素分解力を有する酵素の存在下で、該有機化合物に作用させることを特徴とする該有機化合物の分解方法、受託番号「ＦＥＲＭ Ｐ−１４７７３」のポリビニルアルコール資化菌、並びに、受託番号「ＦＥＲＭ Ｐ−１４８５７」のポリビニルアルコール資化菌であると記載されている。また特許文献２記載の技術にはポリビニルアルコールを唯一の炭素源として生育し、窒素源の存在下、３０℃１０日間の好気培養で、添加されたポリビニルアルコールの少なくとも４０％を分解し、上記ポリビニルアルコール分解菌は、シュードモナス属に属する細菌、アシネトバクター属に属する細菌であり得ると記載されている。
【０００６】
【特許文献１】特開平８−２７５７７３号公報
【特許文献２】特開２００６−１８０７０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１，２ともPVAの分解に要する時間が４〜１０日と長く、一般的な繊維染色工業の滞留時間２４時間の活性汚泥処理においてこの技術を利用しようとすると設備、施設が大きくなり、設備コスト、容積、面積が広く必要になり現実的でない。
本発明が解決しようとする課題は大型の設備を必要とせず、現行の施設の運転で可能で
あり、薬剤コスト、運転コストが安く効率的に微生物による難分解物質の分解除去方法
を、提供することにある。すなわち難分解性物質を分解する微生物がPseudomonadaceae属
Pseudomonas sp.W-4及びChryseobacterium属Chryseobacterium sp. W-6である微生物
を用いて、生物処理法の活性汚泥方法処理で短時間にPVAを分解する方法を提供するもの
である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは上記問題点に鑑みて、種々検討を重ねた結果科学技術振興機構の独創的シーズ展開事業 委託開発の開発課題「着色排水のバイオ脱色処理システム」として平成１７年１０月から平成１９年１０月にかけて企業化開発を進めていた活性汚泥槽から検索して、微生物の分離を試みた。この処理システムはCOD,TOC(PVA成分)の除去率が高く、この装置で染色排水中に含有しているCOD成分,TOC成分が分解されて処理排水中のCOD,TOCの値が水質汚濁法の排水規制値以下になることが得られた。この結果から、活性汚泥槽中にはCOD成分,TOC成分を分解するバクテリア（細菌、微生物）が存在すると考えられる。COD成分,TOC成分を分解するバクテリア（細菌、微生物）を、活性汚泥槽から検索して、分離を試みた。その結果、12種類の菌株を分離した。それらの菌株を用いて、染色排水処理装置の染色排水原水を滅菌処理し、その溶液でそれぞれの菌株を用いて培養実験を行うとCOD成分,TOC成分を分解、減少させる２菌株が見つけた。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は生物処理法の活性汚泥処理により、難分解性物質のPVAを短時間で分解除去することにより、施設費、設備費を低減化し、薬剤費、汚泥処理費等のランニングコストの低減、コンパクトな処理装置が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を詳細に説明する。
科学技術振興機構（以下JST）の独創的シーズ展開事業 委託開発の開発課題「着色排水の
バイオ脱色処理システム」とはバチルス属に属する菌種の菌体Ｂａｃｉｌｌｕｓ  ＯＹ１
−２（受託番号：微工研菌寄第１３１１８号）用い、バチルス菌バイオリアクタ−槽、活
性汚泥槽、原水調整槽、PH調整槽、沈澱槽、バチルス菌培養槽等からなり、バイオリアク
タ−１槽は好気（連続曝気）、2,3槽は嫌気（間欠曝気）処理を行い着色排水を脱色するシステムで、滞留時間はバイオリアク  タ−槽は８時間、活性汚泥槽は２４時間で処理を行う。この処理を行う事によりTOC,CODが低減された。また上記活性汚泥槽より発見した
難分解性物質を分解する2種の微生物Pseudomonadaceae属Pseudomonas sp.W-4及び
Chryseobacterium属Chryseobacterium sp. W-6を培養し、活性汚泥槽に添加、投入して
難分解性物質（ＰＶＡ）を分解することにより、染色排水処理水中のTOC,COの低減を
行う。新規に発見された2種の菌は好気条件下で良好に生育し、そしてＰＶＡを分解する。
好気条件は、通常、微生物に酸素を供給する手段によって行われる。
「着色排水のバイオ脱色処理システム」のフロ−シ−トを図１に示す
【００１１】
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。
実施例１
上記「着色排水のバイオ脱色処理システム」での平成19年９、１０月のCOD値を図2に示す。COD除去率は８５％以上の結果が得られた。
【００１２】
実施例２
乾燥ブイヨン（日水製薬）0.5％を染色排水原水に添加、混合し、オ−トクレ−ブで121℃ｘ15分滅菌後、それぞれの培養液にPseudomonadaceae属Pseudomonas sp. W-4、
Chryseobacterium属Chryseobacterium sp. W-6それぞれの菌株を106cfu/ml接種し36℃,
攪拌速度100Ｒ／ｍｉｎで攪拌し  2日間、培養後  その培養液のＴＯＣを測定した。
測定結果を表１に示した。
【表１】
2010000423.tif 000002
Pseuomonas  sp. W-4 と  Chryseobacterium sp. W-を組み合わせた2日後のTOC除去率は７０％以上で単独の効果より併用するほうがTOCの減少が高いことが分かった。
【００１３】
実施例３
染色排水原水のみによる培養
染色排水原水をオ−トクレ−ブで121℃ｘ15分滅菌後、その培養液に、それぞれの菌株を
106cfu/ml接種し36℃攪拌速度100Ｒ／ｍｉｎで攪拌し  2日間、培養後  その培養液
ＣＯＤを測定した。その測定結果を表２に示した。
【表２】
2010000423.tif 000003
前項の実施例3の方法に前培養としてBacillus sp.OY1-2 で培養し、その培養液にそれぞれの菌株Pseudomonas  sp. W-4 Chryseobacteriumsp. W-6 を接種して、培養した結果 Pseudomonas  sp. W-4 とChryseobacterium sp. W-を組み合わせたほうがCODの減少が高いことが分かった。
【００１４】
実施例４
染色排水にＰＶＡ100ｍg／Ｌを添加した実験
染色排水原水にＰＶＡ（和光純薬製）100mg／Ｌを添加した培養液を、滅菌した後それぞれの培養液にPseudomonadaceae属Pseudomonas sp. W-4、Chryseobacterium属Chryseobacterium sp. W-6それぞれの菌株を106cfu/ml接種し36℃,攪拌速度100Ｒ／ｍｉｎで攪拌し  2日間、培養後  その培養液のＣＯＤを測定した。
そのCODの測定結果を表３に示した。
【表３】
2010000423.tif 000004
【産業上の利用可能性】
【００１５】
PVAは繊維産業以外にも産業用として接着剤等の合成高分子の懸濁重合、フィルム、紙加工材等広く使われ、また家庭用としても洗濯糊等様々な用途に使用されている。
PVAを短時間で分解する菌が発見された事により、繊維産業以外の排水処理、下水処理にも利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】着色排水のバイオ脱色処理システムのフローシート
【図２】着色排水のバイオ脱色処理システムで運転によるCODの変動について
【図１】
2010000423.tif 000005
【図２】
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