(57)【要約】【課題】本発明の目的は、活性汚泥に含まれる微生物の活性自体、即ち汚泥活性を高めることにより、活性汚泥を低減する方法を提供することにある。また、本発明は、当該方法を利用した排水処理方法を提供することも目的とする。【解決手段】本発明に係る活性汚泥の低減方法は、パラクロレラ（Parachlorella）属に属する藻類を従属栄養的に培養する工程、および、培養後の藻類を含む培地またはその乾燥体を、排水処理施設の曝気槽に添加する工程を含むことを特徴とする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
パラクロレラ（Parachlorella）属に属する藻類を従属栄養的に培養する工程；および、
培養後の藻類を含む培地またはその乾燥体を、排水処理施設の曝気槽に添加する工程を含むことを特徴とする活性汚泥の低減方法。
【請求項２】
パラクロレラ（Parachlorella）属に属する藻類が、パラクロレラ・バイノス（Parachlorella sp. binos）ＦＥＲＭ  ＢＰ−１０９６９である請求項１に記載の方法。
【請求項３】
平均照度が７００Ｌｕｘ未満の暗条件下で藻類を培養する請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
培養後の藻類を含む培地またはその乾燥体の添加後、汚泥活性の向上に応じて曝気槽の曝気量を低減する工程を含む請求項１〜３の何れかに記載の方法。
【請求項５】
請求項１〜４の何れかに記載の活性汚泥の低減方法を含む排水の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排水処理施設などにおける活性汚泥を有効に低減する方法と、当該方法を利用した排水処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
工場排水や下水などの処理には、活性汚泥法が適用されている。活性汚泥法は、活性汚泥を含む曝気槽に排水を導入し、さらに空気を送り込むことで有機物を低減する方法である。活性汚泥の中には好気性細菌、原生動物、後生動物などが含まれており、これらが有機物を異化代謝または同化代謝したり、或いは吸着などすることにより、排水は浄化される。
【０００３】
活性汚泥法は微生物を利用するものであることから、安全で且つ安価に操業できるという利点がある一方で、浄化された排水と活性汚泥を分離するための沈殿池などのために広い敷地を必要とする他、大量の余剰汚泥が生成するという問題がある。即ち、一般的に、活性汚泥法による処理は連続的に行われ、曝気槽へ導入された排水量の分、処理済排水が排出される。排出された処理済排水は活性汚泥を含むため、沈殿池に導入され、活性汚泥と上澄に分離される。この活性汚泥の一部は曝気槽へ返送されて再利用されるが、大部分は余剰汚泥として廃棄される。余剰汚泥は大量の水分を含むため、その脱水、運搬、焼却などに多大なエネルギーや費用が必要となる。そこで、活性汚泥を低減するための技術が求められている。
【０００４】
例えば特許文献１には、藻類であるパラクロレラ・バイノスを乾燥させたバイノスパウダーを添加することを特徴とする汚泥の削減方法が開示されている。かかる技術では、当該パウダーにより汚泥活性が高められ、活性汚泥の生物相が排水処理に適したものとなり、活性汚泥の量が低減するとされている。
【０００５】
ところで、藻類は一般的に、その光合成能を利用した独立栄養的培養が可能である。例えば特許文献２でも、パラクロレラ・バイノスを好気、明条件下で独立栄養的培養している。独立栄養的培養は、日光等の自然光が利用でき、炭素源やエネルギー源を培地に添加する必要がないという利点を有している一方、天候、季節等により光の照射量が変化し、また設備面では培養液が微生物等の汚染を受けやすいという問題も有している。これらの問題を解決するために、完全閉鎖系で電気照明などの人工光を照射して培養する方法もあるが、高価な設備が必要な上、多量の電気エネルギーが必要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−１１１４０号公報
【特許文献２】国際公開第２０１０−０２４３６７号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、活性汚泥に含まれる微生物の活性自体、即ち汚泥活性を高めることにより、活性汚泥を低減する方法を提供することにある。また、本発明は、当該方法を利用した排水処理方法を提供することも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、従来、光を必要とする独立栄養的な培養方法しか知られていないパラクロレラ属藻類が、意外にも従属栄養的に高効率で培養し得ること、さらには、従属栄養的に培養した当該藻類の培地または当該藻類の菌体内に、汚泥活性を高めて活性汚泥を低減できる成分が含まれていることを見出して、本発明を完成した。
【０００９】
本発明を以下に示す。
［１］  パラクロレラ（Parachlorella）属に属する藻類を従属栄養的に培養する工程；および、
培養後の藻類を含む培地またはその乾燥体を、排水処理施設の曝気槽に添加する工程を含むことを特徴とする活性汚泥の低減方法。
［２］  パラクロレラ（Parachlorella）属に属する藻類が、パラクロレラ・バイノス（Parachlorella sp. binos）ＦＥＲＭ  ＢＰ−１０９６９である上記［１］に記載の方法。
［３］  平均照度が７００Ｌｕｘ未満の暗条件下で藻類を培養する上記［１］または［２］に記載の方法。
［４］  培養後の藻類を含む培地またはその乾燥体の添加後、汚泥活性の向上に応じて曝気槽の曝気量を低減する工程を含む上記［１］〜［３］の何れかに記載の方法。
［５］  上記［１］〜［４］の何れかに記載の活性汚泥の低減方法を含む排水の処理方法。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、排水処理施設などの活性汚泥が活性化され、その量を低減することができる。その結果、余剰汚泥の量が減り、排水処理に要するコストを下げることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明に係る藻類を含む培養液乾燥体を添加した場合と添加しない場合との、活性汚泥の量と汚泥活性を比較するためのグラフである。
【図２】図２は、本発明に係る藻類を含む培養液乾燥体を添加した場合の汚泥活性と硝化活性の経時的変化を示すグラフである。
【図３】図３は、本発明に係る藻類を含む培養液乾燥体を添加した場合のＣＯＤの経時的変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明に係る活性汚泥の低減方法は、パラクロレラ（Parachlorella）属に属する藻類を従属栄養的に培養する工程、および、培養後の藻類を含む培地またはその乾燥体を、排水処理施設の曝気槽に添加する工程を含むことを特徴とする。以下、本発明方法を実施の順番に従って説明する。
【００１３】
（１）  本発明藻類の培養工程
本発明において使用する藻類は、パラクロレラ属に属する藻類である。
パラクロレラ属藻類は、かつてトレボキシア藻綱（Trebouxiophyceae）のクロレラ属に分類されていたが、１８Ｓ  ｒＤＮＡおよび１６Ｓ  ｒＤＮＡを用いた分子系統学的解析によれば、トレボキシア藻綱に属する他のクロレラ属藻類とは別のグループを形成するものであるため、クロレラ属藻類とは異なる独立した属として認められたものである。
【００１４】
パラクロレラ属に属する藻類としては、例えば、パラクロレラ・バイノス（Parachlorella sp. binos）、パラクロレラ・ケセリ（Parachlorella kessleri）、パラクロレラ・バイエリンキー（Parachlorella beijerinckii）等の藻類が挙げられるが、これらに限定されず、生物学的種が同定されていない藻類についても、パラクロレラ属またはその類縁に属し且つ従属栄養的培養が可能なものである限りにおいて、本発明に使用し得る。
【００１５】
ここで、パラクロレラ属の類縁に属する藻類は、１８Ｓ  ｒＤＮＡおよび１６Ｓ  ｒＤＮＡを用いた分子系統学的解析により得られる分子系統樹においてパラクロレラ属に隣接する属に属する藻類をいう。即ち、クロステリオプシス（Closteriopsis）属、ディクロスター（Dicloster）属、またはマリニクロレラ（Marinichlorella）属に分類される藻類であれば、本発明において用いることができる。
【００１６】
また、本発明で使用する藻類は、従来、独立栄養的に培養できることが知られていないものであってもかまわない。即ち、光合成能を有し、従来、独立栄養的に培養されていたものであっても、従属栄養的に培養可能なパラクロレラ属藻類であれば、本発明で用いることができる。
【００１７】
一般的に、パラクロレラ属藻類は、野外で採取した淡水サンプルから、一般的な培地を使った継代培養により藻類のコロニーを分離し、最終的に分子系統学的解析により属種を特定することにより得ることができる。
【００１８】
本発明において使用する藻類の好ましい具体例としては、パラクロレラ・バイノス（Parachlorella sp. binos）ＦＥＲＭ  ＢＰ−１０９６９株を挙げることができる。ＦＥＲＭ  ＢＰ−１０９６９株は、下記の通り寄託機関に寄託されている。
（ｉ）  寄託機関の名称およびあて名
名称：  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
あて名：  日本国  茨城県つくば市東１丁目１番地１  中央第６
（ｉｉ）  受託日：  ２００８年２月２８日
（ｉｉｉ）  受託番号：  ＦＥＲＭ  Ｐ−２１５１３
（ｉｖ）  国際受託番号：  ＦＥＲＭ  ＢＰ−１０９６９
（ｖ）  国内寄託から国際寄託への移管日：  ２００８年５月２３日
【００１９】
本発明においてはパラクロレラ属に属し且つ従属栄養的培養が可能な藻類として、上記パラクロレラ・バイノス（Parachlorella sp. binos）ＦＥＲＭ  ＢＰ−１０９６９株以外に、その変異株や交雑株なども好適に利用できる。
【００２０】
本発明で用い得るＦＥＲＭ  ＢＰ−１０９６９株の変異株とは、何らかの変異を表したＦＥＲＭ  ＢＰ−１０９６９株であって、それ自体またはその培地が活性汚泥の低減作用を有するものをいう。また、本発明で用い得るＦＥＲＭ  ＢＰ−１０９６９株の交雑株とは、ＦＥＲＭ  ＢＰ−１０９６９株と分類上同種であるが、類縁関係が比較的遠い株とＦＥＲＭ  ＢＰ−１０９６９株とを交配して得た株であり、それ自体またはその培地が活性汚泥の低減作用を有するものをいう。
【００２１】
なお、ＦＥＲＭ  ＢＰ−１０９６９株は、一般的なクロレラ属藻類に比べて乾燥重量当たり２倍以上のクロロフィルを含んでおり、光合成能力が非常に高いため、従来、当然に独立栄養的に培養されていた。しかし本発明者らは、従属栄養的に培養されたＦＥＲＭ  ＢＰ−１０９６９株が、活性汚泥の低減作用を有することを見出した。
【００２２】
本発明において、従属栄養的に培養するとは、暗条件下において、エネルギー源および／または炭素源として有機化合物を含有する培地を用いて、培養することを意味する。但し、培地中にエネルギー源および／または炭素源として利用されるのに十分な量の有機化合物が含まれており、光合成を必要としない条件であれば、明条件下で培養してもかまわない。
【００２３】
本発明における暗条件下とは、藻類細胞の増殖に必要な量の光を培養液に照射しない条件を意味する。具体的には、培養液中の平均照度が７００Ｌｕｘ未満、好ましくは３００Ｌｕｘ未満、より好ましくは１００Ｌｕｘ未満、さらに好ましくは１０Ｌｕｘ未満、さらに好ましくは１Ｌｕｘ未満である条件を指す。また、一般に使用される遮光手段を利用したり、従属栄養的培養で一般的に使用される培養槽を用いることで、上記平均照度の条件を事実上満たす培養を実施することもできる。なお、培地および増殖する藻類細胞により光が減衰するため、培養液中の照度は光源からの距離、藻類細胞の密度などに依存して変化するが、培養液中の平均照度は、例えば、培養中と同様の環境に置かれた培養液中の複数箇所の照度を測定し、その平均値として算出し得る。照度の測定は、少なくとも培地の表面と最深部を含む２箇所以上、１２箇所以下で測定することが好ましい。
【００２４】
本発明において、藻類を従属栄養的に培養する際にエネルギー源および／または炭素源として用いられる有機化合物は、当該藻類が資化可能な有機化合物であれば特に限定されないが、例えば、グルコース、ガラクトース、シュクロース、キシロース、マルトース、セロビオース、トレハロース、ラクトース、マンニトール、種々のオリゴ糖、デンプン等の炭水化物類；メタノール、エタノール、グリセリン、エチレングリコール、プロピレングリコール等のアルコール類；クエン酸、コハク酸、リンゴ酸、フマル酸、酪酸、プロピオン酸、酢酸等の有機酸類；グルタミン酸、グルタミン、アスパラギン酸、アスパラギン、グリシン、プロリン、リジン、アラニン、ロイシン、バリン、イソロイシン、フェニルアラニン、チロシン、システイン、ヒスチジン、メチオニン、セリン、トリプトファン、スレオニン、メチオニン等のアミノ酸類；その他植物油脂や脂肪酸などの油脂類等が挙げられる。これらの有機化合物は、単独で用いても、任意の組合せで用いてもよい。また、これらの有機化合物は必ずしも精製されたものを用いる必要はなく、糖蜜、乳清、澱粉加水分解物等の未精製原料もエネルギー源および／または炭素源として用い得る。
【００２５】
本発明において藻類を従属栄養的に培養する際、エネルギー源および／または炭素源として培地に添加する有機化合物の総量（培養中に培地の追加や流加を行う場合はその合計量）は、従属栄養的培養が可能な量であれば特に限定されないが、当該有機化合物に含まれる炭素原子の重量に換算して、培養開始時点の培地液量１Ｌに対して、例えば２.５ｇ以上、好ましくは３ｇ以上、より好ましくは５ｇ以上、さらに好ましくは８ｇ以上、さらにより好ましくは１０ｇ以上、特に好ましくは５０ｇ以上である。
【００２６】
本発明において藻類を従属栄養的に培養する際に用いられる培地は、藻類が従属栄養的に増殖可能である限り特に限定されないが、エネルギー源および／または炭素源として用いる上記の有機化合物以外に、例えば、窒素源、リン源、ミネラル類などから構成されるもので、ビタミン類や消泡剤、ｐＨ調整剤等をさらに含んでもよい。前記窒素源としては、例えば、アンモニアおよびその塩、尿素、硝酸およびその塩、アミノ酸類等が挙げられる。前記リン源としては、例えば、リン酸およびその塩、ポリリン酸等が挙げられる。前記ミネラル類としては、例えば、マンガン、亜鉛、銅、ナトリウム、カリウム、鉄、カルシウム、および、モリブデン等の金属の塩の他、ホウ酸等が挙げられる。前記ビタミン類としては、例えば、ビタミンＡ、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ６、Ｂ１２、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｋ、ナイアシン、パントテン酸、葉酸、ビオチン、および、これらの前駆体や誘導体が挙げられる。窒素源、リン源、ミネラル類、ビタミン類、および、その他の培地成分は、必ずしも精製されたものを用いる必要はなく、例えば酵母エキス、ペプトン等の天然成分も利用出来る。また、上記成分は、任意の組合せで用い得る。
【００２７】
本発明で用いる培地は、固体培地でも液体培地でもかまわないが、液体培地が好ましい。藻類は主に水中に存在するからであり、また、液体培地の方が効率的に培養できることなどによる。
【００２８】
本発明に係る藻類の従属栄養的培養は、上述のエネルギー源および／または炭素源となる有機化合物、窒素源、ミネラル類、ビタミン類、その他の成分から構成される培地を入れた容器に、本発明藻類を接種し、好ましくは通気および／または撹拌しながらインキュベートすることにより実施し得る。培養温度は１０℃〜５０℃の範囲が好ましく、２０℃〜４０℃の範囲がより好ましく、２５℃〜３０℃の範囲がさらに好ましい。培養温度が１０℃未満、または、５０℃を超える条件では藻類の増殖速度が著しく低下するので、工業的な培養としては適さない。培養中のｐＨは３．０〜１０．０の範囲が好ましく、４．０〜９．０の範囲がより好ましく、５．０〜８．０の範囲がさらに好ましい。培養中のｐＨが３．０未満、または、ｐＨが１０．０を超える条件では、藻類の増殖速度が著しく低下するので、工業的な培養としては適さない。
【００２９】
本発明において藻類を従属栄養的に培養する際に用いる上記培地の成分は、培養開始前に一括して添加しても、培養中に分割および／または連続的に添加してもよい。しかしながら、エネルギー源および／または炭素源となる有機化合物は、培地中の藻類細胞密度を高めるために多量に必要となるため、分割および／または連続的に添加することが好ましい。この場合、エネルギー源および／または炭素源として用いる有機化合物の培地中の濃度は、当該有機化合物に含まれる炭素原子の重量に換算して３２ｇ／Ｌ以下に維持することが好ましく、より好ましくは１６ｇ／Ｌ以下、さらに好ましくは８ｇ／Ｌ以下、さらに好ましくは４ｇ／Ｌ以下である。
【００３０】
本発明で用いる藻類の量を確保することを目的として、当該藻類を前培養してもよい。かかる前培養は、暗条件下でも明条件下でもどちらの条件下で行ってもかまわない。
【００３１】
本発明の培養方法によれば、従来の独立栄養培養法に比べて培養液あたりの藻体収量を大幅に高めることができる。本発明の方法で得られる藻類の培地は、培養終了時点において培地１Ｌあたり、好ましくは２ｇ以上、より好ましくは３ｇ以上、さらに好ましくは５ｇ以上、さらにより好ましくは１０ｇ以上、特に好ましくは５０ｇ以上の藻体乾物を含み得る。
【００３２】
なお、培地中の藻体乾物濃度は、例えば、以下の方法で測定できる。一定量の培養液を採取し、遠心分離して培養上清を除く。得られた藻体を培養液と等量の水に再懸濁し、再度遠心分離して洗浄液を除く。水洗した藻体を恒量となるまで乾燥し、重量を求める。乾燥藻体の恒量重量を採取した培養液量で除して、藻体乾物濃度を算出する。
【００３３】
（２）  本発明藻類の添加工程
次に、培養後の培地、即ち、培養された藻類と培地との混合物、またはその乾燥体を、排水処理施設の曝気槽に添加する。ここで、排水とは、工場などからの排水に限られず、家庭からの排水、即ち下水などや、農地由来の排水など、何らかの有機化合物を含んでおり、活性汚泥により浄化されるべきものであれば、特に制限されないものとする。また、曝気槽とは、排水を活性汚泥に接触させた上で空気を送り込むことにより浄化するための槽をいい、バッチ式のものであってもよいし連続式のものであってもよいものとする。
【００３４】
培地として液体培地を用いる場合、培養後の液体培地は加熱により、および／または減圧下、濃縮してもよい。また、濃縮せず或いは濃縮後、さらに凍結乾燥、噴霧乾燥、ドラム乾燥、減圧乾燥などの手法により乾燥してもよい。得られた乾燥体は、粉砕してもよい。
【００３５】
上記の培養後培地またはその乾燥体を排水処理施設の曝気槽に添加する。その添加量は、曝気槽の規模、処理すべき排水と活性汚泥との割合、曝気量、環境温度などに応じて適宜調整すればよく、特に制限されない。しかし通常は、乾燥された活性汚泥に対する乾燥体としての培養後培地（培養された藻類と培地との混合物）で、１回当たり０．００１質量％以上、０．５質量％以下程度とすることができる。また、添加頻度も、活性汚泥の低減状況などを測定しつつ適宜調整すればよいが、例えば、１日当たり１回以上、３回以下、また、毎日から五日毎、さらに二日以上、六十日以下連続して添加した後、二日以上、六十日以下添加しない等とすることができる。なお、上記添加量を算出するための乾燥活性汚泥の質量は、例えば、活性汚泥が十分に分散した曝気槽内排液をサンプリングし、濾過などにより固液分離した後、固形分を１００℃で１時間乾燥したものの質量をいうものとする。また、培養後培地の乾燥体に含まれる水分含量としては、１０質量％以下とする。
【００３６】
本発明に係る藻類の培養後培地またはその乾燥体を排水処理施設の曝気槽に添加することにより、汚泥活性が向上し、活性汚泥を低減することが可能になる。そのメカニズムは必ずしも明らかではないが、処理されるべき排水の存在下、活性汚泥において排水の浄化能力が特に優れた微生物が活性化され、汚泥の自己分解量が増加し、排水浄化能に比較的劣る微生物の量が減ぜられることが考えられる。
【００３７】
（３）  曝気量の低減工程
任意ではあるが、本発明に係る藻類の培養後培地またはその乾燥体を曝気槽に添加した後、汚泥活性の向上に応じて曝気槽の曝気量を低減してもよい。即ち、本発明に係る藻類の培養後培地またはその乾燥体を曝気槽へ添加することにより、汚泥活性が高まって酸素の消費量が上がるので、曝気量が一定であれば曝気槽内排水の溶存酸素量は低下する。その分、曝気量を低減すれば、曝気に要するコストを下げることができる。即ち、曝気量の低減量は、０超で且つ、曝気槽内排水の溶存酸素量が上記添加前のレベルに戻るまでとすることができる。また、本発明に係る藻類の培養後培地またはその乾燥体の添加により汚泥活性が向上していることから、即ち、有機物の分解能や活性汚泥微生物の増殖性が向上しているので、汚泥分解性の低下や活性汚泥微生物の増殖性の低下に繋がる曝気量低減運転しても、浄化レベルを維持することが可能となり、結果として活性汚泥の量を低減することが可能になる。
【００３８】
上述したとおり、本発明に係る活性汚泥の低減方法により、活性汚泥法による排水処理において活性汚泥を低減できる。従って、本発明に係る活性汚泥の低減方法を利用して排水を処理することにより、余剰汚泥に要するコストを抑制することができ、結果として排水処理に要する全体的なコストの抑制が可能になる。
【００３９】
なお、本発明に係る活性汚泥の低減方法を利用した排水の処理方法、即ち本発明に係る排水の処理方法は、上述した本発明に係る活性汚泥の低減方法を実施する以外は、常法に従って排水を処理すればよい。
【実施例】
【００４０】
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。
【００４１】
実施例１
（１）  パラクロレラ・バイノスの培養
グルコース２０ｇ／Ｌ、リン酸二水素カリウム１ｇ／Ｌ、硫酸マグネシウム七水和物１ｇ／Ｌ、塩化カルシウム０．０１ｇ／Ｌ、尿素２ｇ／Ｌ、硫酸鉄七水和物５ｍｇ／Ｌ、Ａｒｎｏｎ’ｓ  Ａ５溶液１ｍＬ／Ｌ（Ａｒｎｏｎ’ｓ  Ａ５溶液の組成：ホウ酸２．８６ｇ／Ｌ、塩化マンガン四水和物１．８１ｇ／Ｌ、硫酸銅四水和物０．０８ｇ／Ｌ、硫酸亜鉛七水和物０．２２ｇ／Ｌ、モリブデン酸アンモニウム四水和物０．１７１ｇ／Ｌ）からなる培地（ｐＨ６．５）１００ｍＬを入れた振盪フラスコを殺菌後、パラクロレラ・バイノス（Parachlorella sp. binos）ＦＥＲＭ  ＢＰ−１０９６９を接種し、アルミホイルで遮光した後、３０℃で７２時間振盪、前培養を実施した。次に、グルコース１０ｇ／Ｌ、リン酸二水素カリウム１．５ｇ／Ｌ、硫酸マグネシウム七水和物１．５ｇ／Ｌ、塩化カルシウム２０ｍｇ／Ｌ、尿素３．５ｇ／Ｌ、硫酸鉄七水和物１０ｍｇ／Ｌ、クエン酸０．１ｇ／Ｌ、Ａｒｎｏｎ’ｓ  Ａ５溶液１ｍＬ／Ｌ、アデカノールＬＧ１０９（株式会社ＡＤＥＫＡ製）０．１ｇ／Ｌからなる培地２０００ｍＬを入れた５Ｌ容ジャーファーメンターを殺菌後、上記の前培養液２００ｍＬを接種し、アルミホイルで遮光した後、内温３０℃、通気量２Ｌ／分、撹拌数４５０ｒｐｍ、ｐＨ６〜７で１４３時間培養した。ｐＨは、下限を３０％（ｗ／ｗ）の水酸化ナトリウム水溶液で、上限を１５％（ｗ／ｗ）の硫酸水溶液でコントロールした。また、培養開始の２３時間後から、殺菌した流加用培地を培養液に流加した。流加用培地は、培養液中のグルコース濃度が２０ｇ／Ｌを超えないように添加速度を適宜調節し、培養終了までに合計５６０ｍＬを培養液に添加した。流加用培地の組成は、グルコース５７０ｇ／Ｌ、リン酸二水素カリウム２０ｇ／Ｌ、硫酸マグネシウム七水和物１２ｇ／Ｌ、塩化カルシウム１．２５ｇ／Ｌ、尿素４２ｇ／Ｌ、硫酸鉄七水和物７００ｍｇ／Ｌ、Ａｒｎｏｎ’ｓ  Ａ５溶液１０ｍＬ／Ｌ、クエン酸４．５ｇ／Ｌである。培養終了後、当該培養液の藻体乾物含量を測定したところ、５４．３ｇ／Ｌであった。
【００４２】
（２）  パラクロレラ・バイノスの乾燥粉体の製造
上記（１）で得たパラクロレラ・バイノス（Parachlorella sp. binos）ＦＥＲＭ  ＢＰ−１０９６９の培養液を凍結乾燥、噴霧乾燥またはドラム乾燥して、パラクロレラ・バイノスの乾燥粉体を得た。凍結乾燥は凍結乾燥機ＦＤ−１型（東京理化器械株式会社）、噴霧乾燥はミニスプレードライヤーＢ−２９０型（ビュッヒ社）、ドラム乾燥はダブルドラム型ドライヤ（φ４００×Ｌ５００ｍｍ；カツラギ工業株式会社）をそれぞれ用いて実施した。
【００４３】
（３）  活性汚泥量の低減
ある工場の排水処理施設の曝気槽から活性汚泥分散液２Ｌ強を採取し、ガラス製の培養容器２機に各１Ｌずつ分注した。各培養機にエアポンプを設置し、２５℃で培養を開始した。培養開始後１日経過した時点より毎日、２００ｍＬの培地交換し、また、一方の培養機に上記（２）で得たパラクロレラ・バイノスの乾燥粉体を対ＭＬＳＳ（Ｍｉｘｅｄ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｓｏｌｉｄ  Ｓｕｂｓｔａｎｃｅ）あたり０．０２質量％添加した。培地交換の際にはエアポンプを停止し、３０分から１時間静置することで汚泥を沈降させ、生じた上澄み部分を２００ｍＬ取り出し、代わりに新鮮な工場排水（以下原水と呼ぶ）を２００ｍＬ添加するという手順で実施した。また、対照として、他方の培養機を使い、パラクロレラ・バイノス乾燥粉体を加えない以外は同様に実験を行った。
【００４４】
最初にパラクロレラ・バイノスの乾燥粉体を添加してから１日、３日、９日および１１日経過した時点で、ＭＬＳＳ値と汚泥活性を測定した。ＭＬＳＳ値の算出は以下の手順で実施した。即ち、均一分散した培養液１０ｍＬを採取し、吸引器にセットしたガラスフィルター（Ｗｈａｔｍａｎ社製，ＧＦ／Ｆ）上に添加し、これを吸引することでフィルター上に汚泥を集めた。次にこれを１００℃で１時間乾燥し、さらにデシケーター内で室温に戻した後に重量計測し、事前に測定したフィルターの重量を差し引くことで回収された汚泥量を算出し、これをＭＬＳＳ値とした。また汚泥活性は、培養液における酸素消費傾向により測定した。具体的には、酸素電極を設置したチャンバー（日本生化学会編「生化学実験講座」記載の手法を参考に作製）に培養液を約５ｍＬ注入し、これに原水３０μＬを添加した後の時間あたりの酸素消費量を測定することで算出した。両結果を図１に示す。
【００４５】
図１に示す結果のとおり、パラクロレラ・バイノス乾燥粉体の添加から１日経過した時点の汚泥活性は、不添加例が添加例よりやや高い値であったが、３日目でほぼ同程度になり、１１日経過した時点では添加例が不添加例を上回る値となり、パラクロレラ・バイノス乾燥粉体により汚泥活性が強化されることが示された。
【００４６】
またＭＬＳＳ値については、１日目、３日目までは添加例が不添加例より僅かではあるが高い値であったが、９日目でほぼ同程度になり、１１日目では明らかに添加例の方が低い数字を示した。
【００４７】
即ち、パラクロレラ・バイノス乾燥粉体の添加により、汚泥活性が向上し、ＭＬＳＳが減少するという結果が得られた。これら結果から計算すると、ＭＬＳＳ値あたりの汚泥活性強度としては、パラクロレラ・バイノス乾燥粉体を添加した場合、不添加の場合に比べて約２０％の増強が観られた。つまり、パラクロレラ・バイノス乾燥粉体を添加することにより活性汚泥量が低減できるだけでなく、より少ない活性汚泥と酸素でも効率的な排水処理を行えることが実証された。
【００４８】
実施例２  工場の排水処理施設での実験
上記実施例１で活性汚泥分散液を採取した排水処理施設を用い、パラクロレラ・バイノス乾燥粉体の添加によるフィールド試験を実施した。同施設は、５槽からなる合計４０００ｍ3の曝気槽を有する。具体的には、１０００ｍ3の０槽、７５０ｍ3の１槽、７５０ｍ3の２槽、７５０ｍ3の３槽、７５０ｍ3の４槽を持ち、前半の０槽から２槽（合計２５００ｍ3）がＤＯ値として２ｍｇ／Ｌ前後に保つ曝気による好気的条件で運転され、後半の３槽から４槽（合計１５００ｍ3）は汚泥撹拌のための最小限の曝気による嫌気的条件で運転される。原水流入量は６５ｍ3／ｈｒで、ＭＬＳＳ値は３５００ｍｇ／Ｌ前後で運転される。
【００４９】
本施設の１槽に、上記実施例１（２）で得たパラクロレラ・バイノス乾燥粉体２５０ｇを４日間、次の４日間は５００ｇ、また、９日目から１６日間は１０００ｇを毎日添加した。施設に設置されたＴＳアナライザー装置（小川環境研究所社製）を用い、汚泥活性（酸素消費傾向）、硝化活性およびＣＯＤについて分析した。汚泥活性と硝化活性を図２に、ＣＯＤを図３に示す。なお、図中のグラフ内のバーと数字はバーの範囲内の平均を示すものであり、変化を判り易くするために挿入した。
【００５０】
図２に示すように、パラクロレラ・バイノス乾燥粉体の添加から約１週間経過した時点より、明確な汚泥活性の上昇が認められ、４日目から硝化活性の明確な上昇が観察された。また、添加中止から約１か月経過した頃より汚泥活性の低下傾向が認められ、１か月半経過した頃より硝化活性の低下傾向が観られた。また、図３のとおり、パラクロレラ・バイノス乾燥粉体の添加開始から間もなくＣＯＤの低下傾向も観られた。
【００５１】
実施例３  大規模集合住宅の排水処理施設での実験
大規模集合住宅の排水処理施設で、パラクロレラ・バイノス乾燥粉体の添加試験を実施した。同施設は曝気槽容量３２ｍ3で処理水量６５ｍ3／日の能力を有する膜分離活性汚泥方式の施設である。当該曝気槽に、上記実施例１（２）で得たパラクロレラ・バイノス乾燥粉体４０ｇを毎日添加し、ＭＬＳＳ値、汚泥活性、また、顕微鏡観察により原生動物の発生状況を観察した。結果を表１に示す。
【００５２】
【表１】
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【００５３】
表１に示すように、パラクロレラ・バイノス乾燥粉体の添加から６日目より汚泥活性の上昇が認められ、以後高い活性が継続された。顕微鏡観察によりツリガネムシなど原生動物の検出頻度が有意に高まる傾向や、曝気槽内のスカム（厚い膜状の浮きかす）の発生低下傾向が観られた。また表１の備考欄に記載されたように、本施設では通常１回／月程度の頻度で汚泥の引き抜き作業を実施していたが、パラクロレラ・バイノス乾燥粉体の添加開始により、その引き抜き作業の頻度が有意に低下する傾向が観られた。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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