(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Acinetobacter sp. KY3株（ＦＥＲＭ  Ｐ−２１８８７）である油脂分解微生物。
【請求項２】
Acinetobacter sp. KY3株（ＦＥＲＭ  Ｐ−２１８８７）が担体に固定化されてなる微生物固定化担体。
【請求項３】
担体が、樹脂製であることを特徴とする請求項２に記載の微生物固定化担体。
【請求項４】
担体が、発泡体からなることを特徴とする請求項３に記載の微生物固定化担体。
【請求項５】
Burkholderia sp. OGA4-3株（ＦＥＲＭ  Ｐ−２１８８９）又はBurkholderia sp. OGA29-2株（ＦＥＲＭ  Ｐ−２１８９０）がさらに固定化されていることを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の微生物固定化担体。
【請求項６】
油脂を含有する廃水を処理する方法であって、Acinetobacter sp. KY3株（ＦＥＲＭ  Ｐ−２１８８７）を前記廃水に接触させる工程を包含することを特徴とする廃水の処理方法。
【請求項７】
前記工程において、さらにBurkholderia sp. OGA4-3株（ＦＥＲＭ  Ｐ−２１８８９）又はBurkholderia sp. OGA29-2株（ＦＥＲＭ  Ｐ−２１８９０）を前記廃水に接触させることを特徴とする請求項６に記載の廃水の処理方法。
【請求項８】
油脂を含有する廃水を処理する方法であって、請求項２〜５のいずれかに記載の微生物固定化担体を前記廃水に接触させる工程を包含することを特徴とする廃水の処理方法。
【請求項９】
請求項１に記載の油脂分解微生物又は請求項２〜５のいずれかに記載の微生物固定化担体と、油脂を含有する廃水が処理される廃水処理槽とを有し、当該廃水処理槽内で前記油脂分解微生物又は前記微生物固定化担体と前記廃水とを接触させることが可能であることを特徴とする廃水処理システム。
【請求項１０】
前記油脂分解微生物が固定化される担体を廃水処理槽内に有し、廃水処理槽内に導入された前記油脂分解微生物が廃水処理槽内において前記担体に固定化されることを特徴とする請求項９に記載の廃水処理システム。
【請求項１１】
前記油脂分解微生物を培養する微生物培養槽をさらに備え、当該微生物培養槽から前記油脂分解微生物を廃水処理槽内に導入可能であることを特徴とする請求項９又は１０に記載の廃水処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油脂分解微生物、微生物固定化担体、廃水の処理方法、並びに、廃水処理システムに関し、さらに詳細には、アシネトバクター（Acinetobacter）属に属する新規の油脂分解微生物、当該油脂分解微生物が固定化された微生物固定化担体、当該油脂分解微生物又は当該微生物固定化担体を用いる廃水の処理方法、並びに、当該油脂分解微生物又は当該微生物固定化担体を有する廃水処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
動物性油脂や植物性油脂等の油脂を含有する廃水（油脂含有廃水）の処理方法としては、従来より、加圧浮上装置あるいは油分分離槽等の前処理施設で油脂の大部分を分離除去した後、残存した油について、活性汚泥法、回転円板法、散水ろ床法等の生物学的処理方法を用いて処理（浄化）する方法が採用されている。しかし、この方法は油脂を水から分離して処理系外に排出するものであり、分離された油泥を産業廃棄物として別途処分しなければならない。また、前述の生物学的処理方法は、一般に、油脂に対する処理能力があまり高くない。このような背景の下、近年、油脂分解能を有する微生物（油脂分解微生物）が種々見出され（例えば、特許文献１〜３）、微生物製剤への応用が試みられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−１５３９２２号公報
【特許文献２】特開２００２−１２５６５９号公報
【特許文献３】特開２００３−１１６５２６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、現状の微生物製剤が十分な油脂分解能を有しているとは必ずしも言えず、より高い油脂分解能を有する油脂分解微生物が求められている。
【０００５】
また、微生物製剤を用いて廃水処理する場合には、処理槽内に添加した微生物が流入廃水によって希釈されてしまい、微生物濃度を適正値に維持することが難しいという問題がある。さらに、微生物製剤を構成する微生物は廃水処理系において外来種であることが多く、土着微生物群との生存競争に不利であり、処理槽内に定着させることが難しいという問題もある。したがって、油脂分解微生物が廃水処理系に安定して存在でき、油脂含有廃水を長期にわたって安定的に処理できる技術が求められている。
【０００６】
上記した現状に鑑み、本発明は、油脂分解能に優れた新規油脂分解微生物を提供するとともに、当該油脂分解微生物を利用した一連の廃水処理技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、より高い油脂分解能を有する新規微生物を分離すべく、様々な環境から採取した土壌を分離源として微生物のスクリーニングを行った。その結果、高い油脂分解能に加え、接触材（担体）への高い親和性を有し、さらに、他の微生物との共生能力にも優れた新規油脂分解微生物を分離することに成功した。そして、当該油脂分解微生物を利用した一連の廃水処理技術を開発し、本発明を完成した。上記した課題を解決するための本発明は、以下のとおりである。
【０００８】
請求項１に記載の発明は、Acinetobacter sp. KY3株（ＦＥＲＭ  Ｐ−２１８８７）である油脂分解微生物である。
【０００９】
本発明は油脂分解微生物（油脂分解能を有する微生物）に係るものであり、Acinetobacter sp. KY3株（ＦＥＲＭ  Ｐ−２１８８７）（以下、「ＫＹ３株」と略記することがある。）であることを特徴とするものである。本発明の油脂分解微生物は高い油脂分解能を有するので、油脂含有廃水を高効率で処理（浄化）することができる。また本発明の油脂分解微生物は、樹脂製接触材等の担体に対する親和性が高いので、他の微生物（例えば、廃水原水中に存在する雑多な一般微生物）よりも優先的に担体に固定化される。また、担体に対する親和性が高いので、固定化の作業も容易である。一方、本発明の油脂分解微生物は他の微生物と共生する能力にも優れており、担体等の上で別種類の油脂分解微生物と容易に共生することができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、Acinetobacter sp. KY3株（ＦＥＲＭ  Ｐ−２１８８７）が担体に固定化されてなる微生物固定化担体である。
【００１１】
本発明の微生物固定化担体によれば、流動床式などの生物膜法による油脂含有廃水の処理を効率的に行うことができる。
【００１２】
請求項２に記載の微生物固定化担体において、担体が、樹脂製である構成が好ましい（請求項３）。
【００１３】
請求項３に記載の微生物固定化担体において、担体が、発泡体からなる構成が好ましい（請求項４）。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、Burkholderia sp. OGA4-3株（ＦＥＲＭ  Ｐ−２１８８９）又はBurkholderia sp. OGA29-2株（ＦＥＲＭ  Ｐ−２１８９０）がさらに固定化されていることを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の微生物固定化担体である。
【００１５】
本発明の微生物固定化担体は、ＫＹ３株に加えて、別種類の油脂分解微生物であるBurkholderia sp. OGA4-3株（ＦＥＲＭ  Ｐ−２１８８９）又はBurkholderia sp. OGA29-2株（ＦＥＲＭ  Ｐ−２１８９０）がさらに固定化されている。すなわち、ＫＹ３株は他の微生物と共生する能力に優れており、担体上で、別種類の油脂分解微生物と容易に共生することができる。さらに、当該別種類の油脂分解微生物が単独では担体に固定化されにくいものであっても、ＫＹ３株との共生によって固定化することが可能となる。本発明の微生物固定化担体は複数種の油脂分解微生物を有するので、油脂含有廃水の処理において、性状の異なる様々な廃水や、流入変動等の処理環境の変化にも容易に対応できる。
【００１６】
請求項６に記載の発明は、油脂を含有する廃水を処理する方法であって、Acinetobacter sp. KY3株（ＦＥＲＭ  Ｐ−２１８８７）を前記廃水に接触させる工程を包含することを特徴とする廃水の処理方法である。
【００１７】
本発明は廃水の処理方法に係るものであり、ＫＹ３株を油脂含有廃水に接触させる工程を包含する。本発明の廃水の処理方法によれば、油脂含有廃水を高効率で処理することができる。
【００１８】
請求項７に記載の発明は、前記工程において、さらにBurkholderia sp. OGA4-3株（ＦＥＲＭ  Ｐ−２１８８９）又はBurkholderia sp. OGA29-2株（ＦＥＲＭ  Ｐ−２１８９０）を前記廃水に接触させることを特徴とする請求項６に記載の廃水の処理方法である。
【００１９】
かかる構成により、性状の異なる様々な廃水や、流入変動等の処理環境の変化にも容易に対応できる。
【００２０】
請求項８に記載の発明は、油脂を含有する廃水を処理する方法であって、請求項２〜５のいずれかに記載の微生物固定化担体を前記廃水に接触させる工程を包含することを特徴とする廃水の処理方法である。
【００２１】
本発明の廃水の処理方法では、ＫＹ３株が固定化された微生物固定化担体を油脂含有廃水に接触させる。本発明の廃水の処理方法によれば、流動床式などの生物膜法による油脂含有廃水の処理を効率的に行うことができる。また、ＫＹ３株に加えて別種類の油脂分解微生物がさらに固定化された微生物固定化担体を用いる場合には、性状の異なる様々な廃水や、流入変動等の処理環境の変化にも容易に対応できる。
【００２２】
請求項９に記載の発明は、請求項１に記載の油脂分解微生物又は請求項２〜５のいずれかに記載の微生物固定化担体と、油脂を含有する廃水が処理される廃水処理槽とを有し、当該廃水処理槽内で前記油脂分解微生物又は前記微生物固定化担体と前記廃水とを接触させることが可能であることを特徴とする廃水処理システムである。
【００２３】
本発明は廃水処理システムに係るものであり、本発明の油脂分解微生物（ＫＹ３株）又は本発明の微生物固定化担体と、油脂を含有する廃水が処理される廃水処理槽とを有する。そして、本発明の廃水処理システムでは、廃水処理槽内で、本発明の油脂分解微生物又は本発明の微生物固定化担体と油脂含有廃水とを接触させることが可能である。本発明の廃水処理システムによれば、油脂含有廃水を高効率で処理することができる。
【００２４】
請求項１０に記載の発明は、前記油脂分解微生物が固定化される担体を廃水処理槽内に有し、廃水処理槽内に導入された前記油脂分解微生物が廃水処理槽内において前記担体に固定化されることを特徴とする請求項９に記載の廃水処理システムである。
【００２５】
かかる構成により、油脂分解微生物の担体への固定化を迅速かつ容易に行うことができる。
【００２６】
請求項１１に記載の発明は、前記油脂分解微生物を培養する微生物培養槽をさらに備え、当該微生物培養槽から前記油脂分解微生物を廃水処理槽内に導入可能であることを特徴とする請求項９又は１０に記載の廃水処理システムである。
【００２７】
かかる構成により、油脂含有微生物の培養と廃水処理槽への供給が容易となる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の油脂分解微生物によれば、油脂含有廃水を高効率で処理（浄化）することができる。また、他の微生物よりも優先的に担体に固定化することができ、油脂分解能を備えた微生物固定化担体を容易に作成できる。さらに、別種類の油脂分解微生物と共生する能力にも優れているので、担体等の上で別種類の油脂分解微生物と容易に共生することができる。
【００２９】
本発明の微生物固定化担体についても同様であり、油脂含有廃水を高効率で処理することができる。特に、別種類の油脂分解微生物がさらに固定化された構成によれば、油脂含有廃水の処理において、性状の異なる様々な廃水や、流入変動等の処理環境の変化にも容易に対応できる。
【００３０】
本発明の廃水の処理方法についても同様であり、油脂含有廃水を高効率で処理することができる。
【００３１】
本発明の廃水処理システムについても同様であり、油脂含有廃水を高効率で処理することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一実施形態に係る廃水処理システムの構成を示す説明図である。
【図２】分離した油脂分解微生物の油脂分解能を評価した結果を示すグラフである。
【図３】担体への固定化特性評価実験で行った電気泳動の結果を示す写真である。
【図４】廃水処理現場における廃水処理実験で行った電気泳動の結果（２〜２５日目）を示す写真である。
【図５】廃水処理現場における廃水処理実験で行った電気泳動の結果（２８〜５１日目）を示す写真である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
本発明の油脂分解微生物は、Acinetobacter sp. KY3株（ＦＥＲＭ  Ｐ−２１８８７）（ＫＹ３株）であることを特徴とする。すなわち当該油脂分解微生物は、独立行政法人 産業技術総合研究所 特許生物寄託センター（ＩＰＯＤ）に、受託番号ＦＥＲＭ  Ｐ−２１８８７として寄託されている。
ＫＹ３株の菌学的性質は、以下のとおりである。「＋」は陽性、「−」は陰性を示す。
【００３４】
〔形態等〕
・細胞形態：短桿菌（０．９×１．０〜１．１μｍ）
・グラム染色性：−
・胞子の有無：−
・運動性：−
・コロニー形態
培地：ＬＢ寒天
培養時間：２４時間
直径：１．０ｍｍ
色調：淡黄色
形：円形
隆起状態：レンズ状
周縁：全縁
表面の形状など：スムーズ
透明度：不透明
粘稠度：バター様
・生育温度試験
３７℃：＋
４１℃：−
４５℃：−
・嫌気条件下での生育：−
・カタラーゼ反応：＋
・オキシダーゼ反応：−
・グルコースからの酸／ガス生産（酸産生／ガス産生）：−／−
・Ｏ／Ｆテスト（酸化／発酵）：−／−
【００３５】
〔生理学的性質〕※「*」は生化学試験、「**」は酸化試験を示す。
・硝酸塩還元*：−
・インドール産生*：−
・ブドウ糖  酸性化*：−
・アルギニンジヒドロラーゼ*：−
・ウレアーゼ*：−
・エスクリン加水分解*：−
・ゼラチン加水分解*：＋
・β−ガラクトシダーゼ*：−
・ブドウ糖**：−
・Ｌ−アラビノース**：−
・Ｄ−マンノース**：−
・Ｄ−マンニトール**：−
・Ｎ−アセチル−Ｄ−グルコサミン**：−
・マルトース**：−
・グルコン酸カリウム**：−
・ｎ−カプリン酸**：＋
・アジピン酸**：−
・ｄｌ−リンゴ酸**：＋
・クエン酸ナトリウム**：＋
・酢酸フェニル**：＋
・チトクロームオキシダーゼ*：−
【００３６】
・溶血性（綿羊血）：＋
・クエン酸の利用性（Simmons法）：＋
・資化性
ＤＬ−乳酸ナトリウム：＋
Ｌ−アスパラギン酸ナトリウム：−
エタノール：−
【００３７】
以上の菌学的性質と１６ｒＤＮＡ塩基配列の相同性より、ＫＹ３株はAcinetobacter属細菌と同定された。
【００３８】
ＫＹ３株の培養方法としては、好気性微生物の培養方法として一般的な方法をそのまま採用することができる。例えば、適当な炭素源等を含有する液体培地を用いて、通気及び撹拌して培養することができる。培養温度としては、例えば５〜４０℃、好ましくは１５〜４０℃、より好ましくは２０〜３５℃の範囲を選択することができる。
【００３９】
本発明の微生物固定化担体は、本発明の油脂分解微生物（ＫＹ３株）が担体に固定化されてなるものである。担体の材質としては特に限定はないが、樹脂製のものが特に好ましい。当該樹脂の例としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリウレタン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、アクリル繊維、及びこれらの複合体が挙げられるが、ポリエチレンが特に好ましい。また、油脂分解微生物をより高密度に固定化するために、発泡体（例えばスポンジ状）からなる担体を用いることが好ましい。担体の形状としては、立方体状、直方体状、円柱状、球状、円板状、シート状、膜状など特に限定はない。これらの条件を満たす担体の具体例として、積水化学工業株式会社製の「ソフトロンキューブ」が挙げられる。
【００４０】
本発明の油脂分解微生物（ＫＹ３株）に加えて、別種類の油脂分解微生物をさらに固定化してもよい。別種類の油脂分解微生物と共存（共生）させることにより、より広範囲の油脂含有廃水に対応することが可能となる。ＫＹ３株は担体に対する親和性が高いので、他の微生物（例えば、廃水原水中に存在する雑多な一般微生物）よりも優先的に担体に固定化されるが、一方で、ＫＹ３株は他の微生物と共生する能力にも優れている。そのため、担体に対する親和性が低いために単独では担体に固定化されにくい（別種類の）油脂分解微生物であっても、ＫＹ３株と共存（共生）させることにより、担体に固定化できるようになる。
【００４１】
セラチア（Serratia）属、バークホルデリア（Burkholderia）属、シュードモナス（Pseudomonas）属、アシネトバクター（Acinetobacter）属、バチルス（Bacillus）属、ロドコッカス（Rhodococcus）属、スフィンゴモナス（Sphingomonas）属、アルカリゲネス（Alcaligenes）属、スタフィロコッカス（Staphylococcus）属、リゾビウム（Rhizobium）属、テトラスファエラ（Tetrasphaera）属、ヤロウィア（Yarrowia）属、又はカンジダ（Candida）属に属するものを、別種類の油脂分解微生物としてさらに固定化してもよい。
【００４２】
ＫＹ３株と共存（共生）させる別種類の油脂分解微生物として、本発明者らが分離してＩＰＯＤに寄託した、Serratia marcescens KY29株（ＦＥＲＭ  Ｐ−２１８８８）（以下、「ＫＹ２９株」と略記することがある）、Burkholderia sp. OGA4-3株（ＦＥＲＭ  Ｐ−２１８８９）（以下、「ＯＧＡ４−３株」と略記することがある）、又はBurkholderia sp. OGA29-2株（ＦＥＲＭ  Ｐ−２１８９０）（以下、「ＯＧＡ２９−２株」と略記することがある）を採用することが特に好ましい。ＯＧＡ４−３株とＯＧＡ２９−２株はいずれも単独では担体に固定化されにくいが、ＫＹ３株との共存（共生）により、担体に強固に固定化されるようになる。
【００４３】
ＫＹ３株を担体に固定化する方法としては、例えば、ＫＹ３株の培養液や保存菌体を担体に接触させる方法が挙げられる。例えば、廃水処理用のばっ気槽に適当量の担体と油脂含有廃水を入れ、ＫＹ３株の培養液や保存菌体を当該ばっ気槽に導入し、通気・撹拌等により十分接触させればよい。別種類の油脂分解微生物も合わせて固定化する場合には、例えば、ＫＹ３株と別種類の油脂分解微生物の培養液や保存菌体を混合して導入、或いは各々単独で順次導入することができる。
【００４４】
油脂分解微生物を担体に固定化する際の、担体当たりの油脂分解微生物の接触量は、担体の材質や形状等によって適宜選択すればよく、例えば、廃水処理用ばっ気槽の実効容積に対し担体の充填率が２０％の場合、油脂分解微生物の培養液（１．０×１０8ＣＦＵ／ｍＬ以上）をばっ気槽実効容積に対し１０ｍｇ／Ｌ、好ましくは１００ｍｇ／Ｌの割合で添加すればよい。
【００４５】
本発明の微生物固定化担体における、担体当たりの油脂分解微生物の固定化量（密度）は、処理すべき廃水の性状や、流入変動等の処理環境の変化に応じて、適宜選択することができる。例えば、食品工場等から排出される油脂を含む一般的な有機性廃水を処理する場合には、担体体積１Ｌあたり、油脂分解微生物を含む微生物群（生物汚泥）を乾燥重量で１５〜４５ｇ程度の密度で固定化すればよい。これにより、導入された油脂分解微生物は微生物群を構成する主要優占種として存在することができる。なお、ＫＹ３株は担体に対する親和性が特に高いので、高密度に固定化することが可能である。
【００４６】
本発明の廃水の処理方法は、油脂を含有する廃水を、上記した本発明の油脂分解微生物（ＫＹ３株）又は本発明の微生物固定化担体に接触させる工程を包含するものである。処理の対象となる油脂類としては、植物性油脂、動物性油脂、水産油脂、さらにこれらの加水分解物である脂肪酸が挙げられる。植物性油脂の例としては、綿実油、大豆油、トウモロコシ油、オリーブ油、落花生油、ナタネ油、ごま油、ひまわり油、パーム油、ヤシ油、及びこれらを原料としたサラダ油、マーガリン、ショートニング等が挙げられる。動物性油脂の例としては、ラード、牛脂、乳脂肪、及びこれらを原料としたバター等が挙げられる。水産油脂の例では、魚油、鯨油等が挙げられる。脂肪酸の例では、オレイン酸、ステアリン酸、パルミチン酸、ミリスチン酸、ラウリン酸、リノール酸、リノレン酸、アラキドン酸などである。
【００４７】
本発明の廃水の処理方法は、好気性処理のあらゆる方式、例えば、活性汚泥法、生物膜法のいずれにも適用できる。生物膜法においては、従来の回転円板法や散水ろ床法にも適用できるが、樹脂発泡体からなる接触材を担体として用いる流動床式の処理に特に好ましく適用される。また、本発明の廃水の処理方法は、回分式、連続式のいずれの処理方式にも適用できる。
【００４８】
本発明の廃水の処理方法において、油脂含有廃水に接触させる油脂分解微生物の量（例えば、添加量や添加サイクル）は、処理すべき廃水の性状や廃水処理施設の構成等に応じて適宜選択することができる。ばっ気槽を用いる実施形態を例に挙げると、ばっ気槽の実効容積に対し担体の充填率が２０％の場合、油脂分解微生物の培養液（１．０×１０8ＣＦＵ／ｍＬ以上）をばっ気槽実効容積に対し５ｍｇ／Ｌ、好ましくは５０ｍｇ／Ｌを、１〜２週間に一度のサイクルで定期的に添加することができる。
【００４９】
また、油脂含有廃水と油脂分解微生物との接触時間についても、廃水に含まれる油脂の種類や量、処理すべき廃水の性状等に応じて適宜選択することができる。例えば、ＫＹ３株が、５００ｍｇ／Ｌのサラダ油を含有する実廃水を用いた試験において約９０％を分解するのに要した時間は約１６時間であり、これを目安とすることができる。なお、サラダ油はリノール酸、オレイン酸、パルミチン酸、ステアリン酸が主な脂肪酸構成成分であり、処理対象が脂肪酸であっても同様に考えることができる。
【００５０】
廃水処理時の温度としては、本発明の油脂分解微生物（ＫＹ３株）の生育可能温度であればよく、例えば、培養温度として例示した５〜４０℃、好ましくは１５〜４０℃、より好ましくは２０〜３５℃の範囲を選択することができる。
【００５１】
本発明の廃水の処理方法によって油脂含有廃水を処理する手順の一例について述べる。この例は、流動床式の生物膜法に本発明を適用するものである。まず、接触材（担体）にＫＹ３株を固定化する。このときに用いる接触材としては、例えば、一辺１ｃｍ程度の立方体状であるポリエチレン系樹脂製発泡体を用いることができる。また、この際には、別種類の油脂分解微生物も合わせて固定化してもよい。例えば、ＫＹ３株に加えて、別種類の油脂分解微生物として、上記したＫＹ２９株、ＯＧＡ４−３株、ＯＧＡ２９−２株を採用することが好ましい。ＫＹ２９株、ＯＧＡ４−３株、ＯＧＡ２９−２株については、１種だけ用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。もちろん、これら３種以外の公知の油脂分解微生物を用いてもよい。
【００５２】
次に、生物処理用ばっ気槽等に接触材（担体）と処理すべき油脂含有廃水を投入する。このときに投入する油脂含有廃水は、必ずしも加圧浮上槽等で前処理したものでなくてもよく、必要な廃水滞留時間を確保した処理設計であれば原水をそのまま投入可能である。その後ただちに通気を開始すると同時に、ＫＹ３株の培養液あるいは保存菌体を当該ばっ気槽に導入し、接触材をタンク内で流動させる。一般に、ばっ気槽の温度制御は必要なく、ＫＹ３株の培養温度として例示した５〜４０℃、好ましくは１５〜４０℃、より好ましくは２０〜３５℃の範囲に維持すればよいが、至適温度を大きく外れる場合には油脂分解活性が低下する恐れがあるため、処理施設の設計時に考慮しておく必要がある。その後、通気をそのまま継続することにより、数日から１週間程度（馴養期間）でＫＹ３株を含む生物汚泥が担体の表面及び内部で徐々に成長してくると同時に、油脂分解能力が次第に発揮され、廃水が浄化される。処理能力の安定後（処理立上げ完了後）、油脂含有廃水の投入は、処理終了毎に行ってもよいし（回分式）、連続的に行ってもよい（連続式）。
【００５３】
なお、本発明の廃水の処理方法を回転円板法に適用する場合には、ＫＹ３株を付着させた円板体を用いて、油脂含有廃水を処理すればよい。同様に、散水ろ床法に適用する場合には、表面にＫＹ３株からなる生物膜を形成させたろ材に、油脂含有廃水を散水すればよい。また、本発明の廃水の処理方法を活性汚泥法に適用する場合には、ＫＹ３株を主要構成とする活性汚泥を馴養し、ばっ気槽等を用いて処理すればよい。これらの方式においても、ＫＹ３株と別種類の油脂分解微生物とを共存（共生）させて使用することができる。
【００５４】
本発明の廃水処理システムは、本発明の油脂分解微生物（ＫＹ３株）又は本発明の微生物固定化担体と、油脂を含有する廃水が処理される廃水処理槽とを有し、当該廃水処理槽内で前記油脂分解微生物又は前記微生物固定化担体と前記廃水とを接触させることが可能なものである。
【００５５】
本発明の廃水処理システムの一例を、図１に示す。図１に示す廃水処理システム１は、生物処理槽（廃水処理槽）２と、油脂分解菌培養槽（微生物培養槽）３と、油脂分解菌タンク５を有している。
生物処理槽２はばっ気槽であり、本発明の油脂分解微生物（ＫＹ３株）あるいは微生物固定化担体と油脂含有廃水とを接触させて、油脂を含む有機物を分解するためのものである。生物処理槽２には廃水投入ライン６から油脂含有廃水が投入される。また、処理された廃水は、排出ライン１０から処理系外に排出される。
油脂分解菌培養槽３は油脂分解微生物を培養するための通気・撹拌可能なタンクであり、例えば、ＫＹ３株や、その共生相手となる別種類の油脂分解微生物を連続培養することができるものである。生物処理槽２と油脂分解菌培養槽３とは微生物供給ライン７を介して接続されており、油脂分解菌培養槽３で培養された油脂分解微生物を生物処理槽２に供給可能な構成となっている。また、油脂分解菌培養槽３には基質添加ライン１２から基質、培地等を供給可能である。
油脂分解菌タンク５は、油脂分解微生物の種母を油脂分解菌培養槽３に供給するためのものである。油脂分解菌タンク５と油脂分解菌培養槽３とは種母供給ライン８を介して接続されている。
【００５６】
廃水処理システム１を用いて油脂含有廃水を処理する手順の例について説明する。この例は、上記した流動床式による処理の手順を、図１の廃水処理システム１の構成に沿って、より具体化したものである。
【００５７】
（１）油脂分解微生物の培養
まず、発酵槽等を用いてＫＹ３株の保存菌体を事前に調製、或いは、油脂分解菌培養槽３にてＫＹ３株を培養する。別種類の油脂分解微生物を共生させて用いる場合には、ＫＹ３株と当該別種類の油脂分解微生物を混合培養、或いは生育が競合する場合には個別に培養して培養液の状態で混合する。
【００５８】
（２）油脂含有廃水の投入と油脂分解生物の接触材への固定化
生物処理槽２に流動可能な接触材（担体）１１（例えば、立方体状のポリエチレン系樹脂発泡体）と処理すべき油脂含有廃水を投入する。続いて、油脂分解微生物（ＫＹ３株単独、又は、ＫＹ３株と別種類の油脂分解微生物との組み合わせ）の保存菌体、或いは油脂分解菌培養槽３で培養した培養液を微生物供給ライン７から生物処理槽２に供給する。直ちに通気を行って、生物処理槽２で接触材１１を流動・旋回させ、接触材１１と油脂分解微生物とを十分に接触させる。これにより、ＫＹ３株が接触材１１に付着し、その後、接触材１１内で成長することで、油脂分解能を有する微生物固定化担体１５となる。
【００５９】
（３）生物汚泥の馴養と本格稼働の開始
接触材１１内でＫＹ３株を含む生物汚泥が成長し、馴養工程が完了した後に処理施設を本格稼働させることができる。処理された廃水は、排出ライン１０から系外に排出する。回分式処理の場合は、処理廃水の排出後に次の廃水を投入し、同様の廃水処理を行う。連続式処理の場合は、原水流入量と等量の処理水を排出させ、連続的に廃水処理を行う。
【００６０】
図１に示す廃水処理システム１は生物処理槽２を１基備えるものであるが、２基以上備えるものであってもよい。その場合、２基以上の生物処理槽を直列に接続してもよいし、並列に接続してもよい。
【００６１】
以下、実施例をもって本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【実施例】
【００６２】
（１）新規油脂分解微生物のスクリーニング
自然界の様々な環境から採取した土壌を新規微生物の分離源とした。０．５ｇの土壌サンプルを５ｍＬの滅菌生理食塩水に懸濁し、６０分間静置した。懸濁液の上清１００μＬを、植物油を主たる炭素源とする合成培地Ａ（５００ｍｇ／Ｌ 植物油，１０ｍｇ／Ｌ 界面活性剤（ＬＡＳ），５０ｍｇ／Ｌ イーストエキス，１．０ｇ／Ｌ 硫酸アンモニウム，１．６ｇ／Ｌ リン酸水素二カリウム，０．２ｇ／Ｌ リン酸二水素カリウム，２０ｍｇ／Ｌ 塩化カルシウム，１０ｍｇ／Ｌ 硫酸鉄）５ｍＬに接種し、３０℃、１００ｒｐｍで振とう培養した。５回の植え継ぎの後、油脂が分解されたサンプルを複数選択した。これらの集積培養液から、寒天培地を用いて油脂分解微生物を純粋分離した。
【００６３】
分離した複数の油脂分解微生物のうち、特に有用と考えられた４種（ＯＧＡ４−３株、ＯＧＡ２９−２株、ＫＹ３株、ＫＹ２９株）について、１６ＳｒＲＮＡのＶ３領域をＰＣＲにて増幅し、シーケンス解析を行った。ＢＬＡＳＴデータベースを利用して既知微生物との相同性検索を行った。結果を表１に示す。すなわち、これら４種は、それぞれBurkholderia cepaciaおよびBurkholderia cenocepacia（２菌株）、Acinetobacter sp.（既知種との相同性検索では種の限定に至らず）、Serratia marcescensおよびSerratia nematodiphila、と高い相同性を示した。
【表１】
0005630855.tif 000002
【００６４】
純粋分離した４種の新規微生物を、独立行政法人 産業技術総合研究所 特許生物寄託センター（ＩＰＯＤ）に寄託した。寄託の詳細を以下に示す。
【００６５】
〔ＯＧＡ４−３株〕
表示：Burkholderia sp. OGA4-3株
受託番号：ＦＥＲＭ  Ｐ−２１８８９
受領日：平成２２年１月１２日
【００６６】
〔ＯＧＡ２９−２株〕
表示：Burkholderia sp. OGA29-2株
受託番号：ＦＥＲＭ  Ｐ−２１８９０
受領日：平成２２年１月１２日
【００６７】
〔ＫＹ３株〕
表示：Acinetobacter sp. KY3株
受託番号：ＦＥＲＭ  Ｐ−２１８８７
受領日：平成２２年１月１２日
【００６８】
〔ＫＹ２９株〕
表示：Serratia marcescens KY29株
受託番号：ＦＥＲＭ  Ｐ−２１８８８
受領日：平成２２年１月１２日
【００６９】
Acinetobacter sp. KY3株（ＦＥＲＭ  Ｐ−２１８８７）の菌学的性質は、上記したとおりである。
【００７０】
Serratia marcescens KY-29株（ＦＥＲＭ  Ｐ−２１８８８）の菌学的性質は、以下のとおりである。
【００７１】
〔形態等〕
・細胞形態：桿菌（０．８〜０．９・１．２〜１．５μｍ）
・グラム染色性：−
・胞子の有無：−
・運動性：＋
・コロニー形態
培地：ＬＢ寒天
培養時間：２４時間
直径：１．０〜２．０ｍｍ
色調：淡黄色
形：円形
隆起状態：レンズ状
周縁：全縁
表面の形状など：スムーズ
透明度：不透明
粘稠度：バター様
・生育温度試験
３７℃：＋
４５℃：−
・カタラーゼ反応：＋
・オキシダーゼ反応：−
・グルコースからの酸／ガス生産（酸産生／ガス産生）：＋／＋
・Ｏ／Ｆテスト（酸化／発酵）：＋／＋
【００７２】
〔生理学的性質〕※「*」は生化学試験、「**」は酸化試験を示す。
・β−ガラクトシダーゼ*：＋
・アルギニンジヒドロラーゼ*：−
・リシンデカルボキシラーゼ*：＋
・オルニチンデカルボキシラーゼ*：＋
・クエン酸の利用性*：＋
・Ｈ2Ｓ生産*：−
・ウレアーゼ*：−
・トリプトファンデアミナーゼ*：−
・インドール産生*：−
・アセトイン産生*：＋
・ゼラチナーゼ*：＋
・ブドウ糖**：＋
・Ｄ−マンニトール**：＋
・イノシトール**：＋
・Ｄ−ソルビトール**：＋
・Ｌ−ラムノース**：−
・白糖**：＋
・Ｄ−メリビオース**：＋
・Ｄ−アミグダリン**：＋
・Ｌ−アラビノース**：−
・オキシダーゼ*：−
・ＮＯ2産生*：＋
・Ｎ2ガスへの還元*：−
・運動性：＋
・ＭａｃＣｏｎｋｅｙ寒天培地での発育：＋
・ＯＦ培地での酸化*：＋
・ＯＦ培地での発酵*：＋
・リパーゼ活性（Ｔｗｅｅｎ８０）：＋
・でんぷんの加水分解：−
・カゼインの加水分解：＋
【００７３】
（２）油脂分解能力の評価
上記４種の油脂分解微生物について、栄養培地Ｂ（１０ｇ／Ｌ ペプトン，５ｇ／Ｌ イーストエキス，５ｇ／Ｌ 塩化ナトリウム）を用いて前培養を行った。続いて、植物油を主たる炭素源とする上記合成培地Ａの１００ｍＬに対して前培養液１ｍＬを接種し、３０℃、１６０ｒｐｍで１６時間振とう培養した。培養終了後、培養液に残留する油脂成分を定量し、油脂分解率（％）を算出した。コントロールとして、市販の微生物製剤１２種について同様の評価を行った。結果を図２に示す。すなわち、４種の新規微生物（ＯＧＡ４−３株、ＯＧＡ２９−２株、ＫＹ３株、ＫＹ２９株）は、いずれも市販微生物製剤の微生物（Ａ〜Ｌ）と比較して高い油脂分解能力を示した。
【００７４】
（３）接触材（担体）との親和性評価
上記４種を含む計６種の新規微生物（いずれも本発明者らが分離したもの）について、上記栄養培地Ｂを用いて３０℃、１００ｒｐｍで振とう培養した。培養液の一部を採取し、滅菌生理食塩水にてＯＤ660が０．１になるよう希釈した。この菌体希釈液５０ｍＬに、体積比２０％に相当する樹脂製接触材（積水化学工業社製、架橋ポリエチレン系樹脂発泡体、１０ミリ角立方体、商品名：ソフトロンキューブ）を投入し、振とう機で均一に撹拌した（３０℃、１６０ｒｐｍ、２０時間）。１時間、４時間、２０時間経過時の菌体希釈液についてＯＤ660を測定した。撹拌前後におけるＯＤ660の差から、各微生物の接触材への吸着固定率（％）を算出した。結果を表２に示す。すなわち、ＫＹ２９株（Serratia marcescens KY-29株，ＦＥＲＭ  Ｐ−２１８８８）では、２０時間経過時で９５％の高い吸着固定率を示した。ＫＹ３株（Acinetobacter sp. KY3株，ＦＥＲＭ  Ｐ−２１８８７）についても、２０時間経過時で７７％の高い吸着固定率を示した。以上より、ＫＹ２９株とＫＹ３株について、接触材への高い親和性が認められた。
【表２】
0005630855.tif 000003
（４）廃水処理システムにおける接触材（担体）への固定化特性評価
実廃水を用いた複合微生物系で、各油脂分解微生物の接触材への固定化特性を評価した。廃水試料として、食品工場の廃水処理施設に流入する廃水を使用した。処理方法として、fill & draw方式による回分式処理を採用した。廃水処理槽として、通気により旋回流を発生できる実容量８００ｍＬの実験処理槽を用いた。樹脂製担体の充填率は、投入廃水量に対する体積比で２０％とした。
同時に、樹脂製担体を用いない点のみが異なる活性汚泥法としての回分式試験も実施した。
【００７５】
表２のＮｏ．１〜４の新規微生物を、上記栄養培地Ｂを用いてそれぞれ純粋培養した後、得られた培養液を遠心処理して体積比１／２５まで濃縮した。ＯＤ660の測定値で各菌体が均等に含まれるよう混合し、接種用混合菌液を調製した。食品工場廃水のｐＨを７．０に調整し、追加の炭素源として食用油３００ｍｇ／Ｌ相当を追加した。この廃水に接種用混合菌液１００μＬを添加し、通気を開始した。その後、２日に１回のサイクルで廃水全量を交換し、その都度、追加の炭素源として食用油３００ｍｇ／Ｌ相当を追加した。
【００７６】
まず、実験に供した実廃水自体に存在する微生物と、この実廃水を処理している既存の処理装置から採取した生物汚泥から全ＤＮＡを抽出した。同様にして、処理開始後７日目の実験処理槽の接触材に付着している生物汚泥および活性汚泥から全ＤＮＡを抽出した。このＤＮＡを鋳型とし、１６ＳｒＲＮＡのＶ３領域を挟むように設計したＧＣクランプ付ユニバーサルプライマー（配列番号１，２）を用いてＰＣＲを行った。得られたＰＣＲ産物を精製した後、変性剤濃度勾配ゲル電気泳動法（Denaturing Gradient Gel Electrophoresis，ＤＧＧＥ法）による解析を行った。結果を図３に示す。図３中、レーン１はＤＧＧＥマーカー（ニッポン・ジーン社製、10 fragments Marker III）である。レーン２は実廃水（原水）中の微生物、レーン３は既存の処理装置から採取した生物汚泥の群集構造の解析結果であり、導入すべき新規微生物の検出マーカー（レーン６）と同じ泳動距離にあるバンドは確認されないことから、実験に供した実廃水および既存の処理槽にはＮｏ．１〜４の微生物は存在していないことをまず確認した。次に、レーン４は実験処理槽の樹脂性担体に付着する微生物、レーン５は実験処理槽から採取した浮遊微生物の群集構造解析結果であり、導入した新規微生物は樹脂性担体内で優先的に固定化されていることが確認できる。浮遊微生物よりも樹脂性担体内に多く検出されるのは、接触材（樹脂製担体）への固定化特性によるものと考えられる。
【００７７】
レーン７から９は、樹脂製担体を用いない点のみが異なる活性汚泥法としての回分式試験での群集構造解析の結果である。レーン７は新規微生物の添加をしなかったサンプル、レーン８と９（同じサンプルを２系列で実験した）は新規微生物を添加したサンプルであるが、レーン８と９の両方で新規微生物の検出マーカー（レーン６）と同じ泳動距離にあるバンドが確認されていることから、活性汚泥に添加した新規微生物が組み込まれたことを示している。
【００７８】
このように、新規微生物が導入された生物汚泥から抽出したＤＮＡから、ＯＧＡ４−３株、ＯＧＡ２９−２株、ＫＹ３株、ＫＹ２９株由来の各バンドが検出された。これにより、廃水処理７日目においても、ＯＧＡ４−３株、ＯＧＡ２９−２株、ＫＹ３株、及びＫＹ２９株は接触材に安定に固定化され（あるいは担体が存在しない場合には活性汚泥に組み込まれ）ており、生物汚泥中の上位優占種として存在していることが示された。
また、ＯＧＡ４−３株とＯＧＡ２９−２株は単独では接触材に固定化されにくい（上記（３）の結果参照）が、ＫＹ３株あるいはＫＹ２９株と共生することによって接触材に安定的に固定化されることが示された。
【００７９】
（５）廃水処理現場での廃水処理実験
食品工場の廃水処理施設内に、容量１００Ｌの廃水処理槽２台を直列に接続した実験装置（実施例）を設置し、既存の処理装置（比較例）との比較を行った。既存の処理装置も同様の廃水処理槽２台を直列に接続した構成を有している。以下、廃水（原水）が最初に流入する上流側の廃水処理槽を「第一処理槽」、第一処理槽から排出された廃水（一次処理水）が流入する下流側の廃水処理槽を「第二処理槽」と称する。
【００８０】
本食品工場から排出される廃水（原水）は植物油と動物油を含有するものであり、その水質は平均して、
・生物化学的酸素要求量（ＢＯＤ）：１２００ｍｇ／Ｌ、
・懸濁物質（ＳＳ）：８４０ｍｇ／Ｌ、
・ｎ−ヘキサン抽出物質量：３００ｍｇ／Ｌ、
・ｐＨ：６〜８、
である。また、施設の計画排水量（処理施設の設計条件）は４００ｍ3／日である。実験装置へ供給する廃水（原水）は既存の処理装置が備える調整槽から採取し、流入水量負荷が既存の処理装置と同様になるよう設定した。実験装置への廃水（原水）供給は定量ポンプを用いて連続的に行い、廃水の連続式処理を行った。各廃水処理槽には樹脂製接触材（積水化学工業社製、架橋ポリエチレン系樹脂発泡体、１０ミリ角立方体、商品名：ソフトロンキューブ）を充填した。充填量は、体積比で廃水処理槽（１００Ｌ）の２０％とした。
【００８１】
表２のＮｏ．１〜４の新規微生物を、上記栄養培地Ｂを用いてそれぞれ純粋培養した後、得られた培養液を遠心処理して体積比１／５０まで濃縮した。ＯＤ660の測定値で各菌体が均等に含まれるよう混合した濃縮液に等量の５０％グリセロールを加えて混和し、接種用混合菌液を調製した。接種用混合菌液は−１８℃以下で使用時まで凍結保存した。ｐＨを調整することなく廃水（原水）を第一処理槽に流入させ、両槽への通気を開始し、同時に接種用混合菌液１０ｍＬを第一処理槽に添加した。その後、１週間に３回のサイクルで接種用混合菌液１０ｍＬを定期的に添加した。定期的にサンプリングを行い、原水と一次処理水の水質評価、並びに樹脂製担体に固定化された生物汚泥の微生物群集構造解析を行った。通気開始から約２ヶ月（８月〜１０月）にわたって実験を行った。
【００８２】
２台の廃水処理槽を直列に接続した廃水処理装置においては、原水が最初に流入する第一処理槽に最も高い処理能力が求められる。そこで、第一処理槽に流入した原水と第一処理槽で処理された一次処理水について水質分析を行い、処理能力の評価を行った。分析項目として、油脂濃度の指標であるｎ−ヘキサン抽出物質の除去量を採用し、処理槽単位体積当たりの２４時間で分解したｎ−ヘキサン抽出物質量（ｇ／ｍ3・日）で評価した。結果を表３に示す。すなわち、いずれのサンプリング点でも、実施例の実験装置の方が比較例の既存の処理装置よりも処理能力に優れていた。特に、食品工場の廃水原水は工場の稼働状況によりその性状変動が大きく、本試験でも性状変化が大きかったが、実施例の実験装置は比較例の処理装置に比べて安定して高い処理能力を発揮していた。
【表３】
0005630855.tif 000004
【００８３】
通気開始から２，４，１１，１８，２５，２８，５１日目の各サンプリング点において、実施例の実験装置における第一処理槽と第二処理槽ごとに、接触材に固定化された生物汚泥について全ＤＮＡを抽出した。このＤＮＡを鋳型とし、１６ＳｒＲＮＡのＶ３領域を挟むように設計したＧＣクランプ付ユニバーサルプライマー（配列番号１，２）を用いてＰＣＲを行った。得られたＰＣＲ産物を精製した後、ＤＧＧＥ法による解析を行った。図４に、２，４，１１，１８日目の結果を示す。図５に、２５，２８，５１日目の結果を示す。図４，５中、「１」はＯＧＡ４−３株、「２」はＯＧＡ２９−２株、「３」はＫＹ３株、「４」はＫＹ２９株を示す。すなわち、各サンプリング点において、第一処理槽と第二処理槽の一方又は両方に、上記４種（ＯＧＡ４−３株、ＯＧＡ２９−２株、ＫＹ３株、ＫＹ２９株）のいずれかの微生物、又は複数の微生物に由来するバンドが検出された。これにより、通気開始から少なくとも５１日にかけて、ＯＧＡ４−３株、ＯＧＡ２９−２株、ＫＹ３株、及びＫＹ２９株の少なくとも１種（多くのサンプルでは複数種）が接触材に安定に固定化されており、現場での廃水処理においても生物汚泥中の上位優占種として存在していることが示された。本実施例の実験装置によれば、性状の異なる様々な油脂含有廃水や、流入変動等の処理環境の変化にも容易に対応できる。
【００８４】
また、ＯＧＡ４−３株とＯＧＡ２９−２株は単独では接触材に固定化されにくい（上記（３）の結果参照）が、ＫＹ３株あるいはＫＹ２９株と共生することによって接触材に安定的に固定化されることが示された。
【００８５】
さらに、本実施例では廃水処理の期間中、上記４種が生物汚泥中の上位優占種として存在していた。したがって、当該微生物を指標とすることで、廃水処理運転の管理を確実に行うことができる。当該運転管理は、例えば、生物汚泥のＤＮＡを解析することにより行うことができる。
【符号の説明】
【００８６】
１    廃水処理システム
２    生物処理槽（廃水処理槽）
３    油脂分解菌培養槽（微生物培養槽）
１１    接触材（担体）
１５    微生物固定化担体
【図１】
0005630855.tif 000005
【図２】
0005630855.tif 000006
【図３】
0005630855.tif 000007
【図４】
0005630855.tif 000008
【図５】
0005630855.tif 000009
【配列表】
0005630855000001.app