(57)【要約】【課題】これまでの生物的脱窒方法の問題点を改善し、排水中の窒素濃度を高精度に、しかも安価な方法および装置で低下させることにより、環境や水生生物に安全な水処理および生物関連排水の脱窒方法および脱窒材を提供することを目的とする。【解決手段】この発明の課題解決手段は、専用の接触材を使用して、水中の接触材表面に比較的低い濃度で均一に分布している窒素酸化物を吸着させるか又は濃縮させることにより、水中に酸素欠乏状態をつくり出し、通性嫌気細菌の活性を高めることによって、脱窒作用を促進させるようにしたことを特徴としている。  このように、専用の接触材を使用して、その表面に比較的低い濃度で均一に分布している窒素酸化物を部分的に高濃度に濃縮させ実質的な酸素欠乏状態をつくり出すようにすると、それにより水中の酸素濃度を低下させて、通性嫌気細菌の活性度を高めることができ、窒素濃度を低下させることができる。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水中の接触材表面に窒素酸化物を吸着させるか又は濃縮させることにより、水中に酸素欠乏状態をつくり出し、通性嫌気細菌の活性を高めることによって、脱窒作用を促進させるようにしたことを特徴とする水処理および生物関連排水等の脱窒方法。
【請求項２】
接触材の窒素酸化物吸着作用が、物理吸着作用のみ、又は物理吸着作用が主体で、補助的に化学吸着作用をも伴うものであることを特徴とする請求項１記載の水処理および生物関連排水等の脱窒方法。
【請求項３】
接触材が、塩化ビニール樹脂、メタクリル樹脂、ポリプロピレン、アロフエン、イモゴライトの何れか、又はそれらの混合材よりなることを特徴とする請求項１又は２記載の水処理および生物関連排水等の脱窒方法。
【請求項４】
通性嫌気細菌の種類が、生物の腸内細菌であることを特徴とする請求項１，２又は３記載の水処理および生物関連排水等の脱窒方法。
【請求項５】
表面に窒素酸化物を吸着させるか又は濃縮させることによって、水中に酸素欠乏状態をつくり出し、通性嫌気細菌の活性を高め、脱窒作用を促進させることを特徴とする水処理および生物関連排水等の脱窒材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この出願の発明は、水産、観賞魚養殖、畜産などの分野における水処理および生物関連排水等の脱窒方法、脱窒材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
生物の排泄物を含む排水（例えば生活排水、畜産排水、水生生物飼育排水など）には、食料（餌料）中のタンパク質に起因する窒素化合物が大量に含まれている。
【０００３】
自然界におけるアンモニア態窒素は、例えば図７に示されている反応のうち、硝化作用（酸化作用）によって、比較的容易に亜硝酸態窒素（ＮＯ２−Ｎ）を経て硝酸態窒素（ＮＯ３−Ｎ）に酸化される。
【０００４】
この硝化作用に比べ、図７に示された他の作用、例えばアンモニア化作用、脱窒作用、アナモックス作用は、特殊な条件が必要であり、人工的な環境下では進行が難しい。
【０００５】
したがって、生物の排泄物を含む排水中には、アンモニア態窒素、亜硝酸態窒素、硝酸態窒素（これらを窒素３態、又は、まとめて総窒素と呼んでいる）が未反応のまま蓄積し、環境汚染の原因となっている。
【０００６】
上記の窒素３態による排水汚染は、赤潮等の環境破壊の原因になることが良く知られているほか、例えば、乳児では硝酸態窒素４０ｍｇ／ｌの水を用いた粉ミルクの摂取でメトヘモグロビン血症が発症する。
【０００７】
特に、水生生物飼育水では、比較的低濃度で飼育が困難になることが知られている。例えば、ニジマスやマスノスケでは、亜硝酸態窒素濃度０．１５〜０．５ｍｇ／ｌで、１〜２日で血液中の７０〜８０％のヘモグロビンに異常が発生する。
【０００８】
処理水を自然水系に放流する場合、その水系の水生生物への影響を考えると、少なくとも水道水の水質基準である、「硝酸態窒素及び亜硝酸態窒素」１０ｍｇ／ｌ以下、を目標とする必要がある。
【０００９】
このような水中に蓄積した窒素を除去する方法には、一般に物理的脱窒方法、化学的脱窒方法、生物的脱窒方法が用いられている。
【００１０】
脱窒作用に関する上記物理的方法として、例えばイオン交換法や限外濾過法などがあるが、これらは上質な処理水が得られる反面、装置のコストが高いうえに処理量が少ないという問題がある。
【００１１】
また、化学的方法としては、例えばアンモニア態窒素除去のためのアンモニアストリッピング法や不連続点塩素注入法などがあり、また、亜硝酸態窒素が無機物（アンモニアや遷移金属）及び有機物（α−アミノ酸、フェノール性化合物、オキシムなど）と化学反応して脱窒が起こることが知られている。
【００１２】
しかし、これらの殆どの化学的方法では、反応のために注入した化学物質が新たな汚染負荷になるため、未反応物の精密なコントロールが必要なことや、原料などのランニングコストがかかることなどのほか、１種類の窒素化合物にしか対応できないという基本的な問題がある。また、現在のところ水生生物への影響が不明である。
【００１３】
一方、これに対して、生物的な脱窒方法は、上述した物理・化学的方法に比べて、低コストで、広範囲の窒素が処理できる。その原理は、通性嫌気細菌が呼吸するのに硝酸イオン（ＮＯ３−）又は亜硝酸イオン（ＮＯ２−）中の酸素原子（Ｏ）を利用する性質を用いて、酸素欠乏状態をつくり出すことであるが、その際に必要な要素は、以下の５つであり、後述する以下の先行技術はその範疇を超えるものではない。
【００１４】
その要素は、（１）反応を行う微生物の存在、（２）基質の存在（電子供与体、微生物の栄養源など）、（３）窒素酸化物の存在（微生物の呼吸源）、（４）嫌気条件、（５）その他の環境条件（水温やｐＨなど）である（例えば、和田ほか「自然界における脱窒課程」化学と生物，vol １５，Ｎo２を参照）。
【００１５】
そして、このような生物的脱窒方法に関する、これまでの先行技術例を上記の各要素毎に示すと、
（１）  反応を行う微生物に関する先行技術例として、例えば特定の微生物を利用する特開２００２−１９９８７５号公報に示されるもの、特開２００２−７８４７９号公報に示されるもの、特開２００６−１６６８７５号公報に示されるものなどがある。
【００１６】
（２）  基質に関わる先行技術例として、例えばキチンやセルロースを用いる特開２００６−１３６７７５号公報に示されるものやイオウとカルシウムを用いる特開２００７−４４５８９号公報に示されるものなどがある。
【００１７】
（３）  嫌気条件に関する先行技術例として、例えば酸素溶入量を制限するために無酸素曝気を行う特開２００３−２２５６９５号公報に示されるもの、また間歇曝気を行う回分式活性汚泥法などがある。
【００１８】
（４）  環境条件（水温やｐＨなど）に関する先行技術として、例えばアナモックス菌の繁殖条件を適正に保つためのｐＨ調整剤とそのコントロール法を示す特開２００４−２５５２６９号公報に示されるものなどがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１９】
【特許文献１】特開２００２−１９９８７５号公報
【特許文献２】特開２００２−７８４７９号公報
【特許文献３】特開２００６−１６６８７５号公報
【特許文献４】特開２００６−１３６７７５号公報
【特許文献５】特開２００７−４４５８９号公報
【特許文献６】特開２００３−２２５６９５号公報
【特許文献７】特開２００４−２５５２６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
しかし、これらの先行技術例は、何れも汚染排水中に、直接有機性（微生物も含む）又は無機性の物質を投入するもので、それら投入物質の回収・処理や投入コストが必要となり、やはり高コストである。
【００２１】
さらに、これらの先行技術例は、目標値として予じめ設定した処理水濃度１０ｍｇ／ｌ以下の濃度を安定的に得ること、すなわち濃度コントロールが困難である。
【００２２】
他方、上記（３）の先行技術例のように、水中の酸素濃度全体を低下させる方法の場合、魚類飼育水槽などの場合には、魚類への影響が大きく、適用することができない。
【００２３】
この出願は、以上のような、これまでの生物的脱窒方法の問題点を改善し、排水中の窒素濃度を高精度に、しかも安価な方法および装置で低下させることにより、環境や水生生物に安全な水処理および生物関連排水等の脱窒方法および脱窒材を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
この出願の発明は、上述の目的を達成するために、次のような有効な課題解決手段を備えて構成されている。
【００２５】
（１）  請求項１の発明
この発明の課題解決手段は、水中の接触材表面に窒素酸化物を吸着させるか又は濃縮させることにより、水中に酸素欠乏状態をつくり出し、通性嫌気細菌の活性を高めることによって、脱窒作用を促進させるようにしたことを特徴としている。
【００２６】
すでに述べたように、通性嫌気性細菌が、呼吸に必要な酸素を、酸素分子（Ｏ２）または窒素酸化物（ＮＯ３・ＮＯ２）中の酸素原子（Ｏ）を利用して、また窒素酸化物を利用した場合は、酸素を奪われた窒素（Ｎ２）などが気体として、大気に放散されて脱窒作用が起こる。
【００２７】
つまり、通性嫌気細菌が呼吸に酸素分子を利用した場合には脱窒作用は起こりえない。従って、通性嫌気細菌に呼吸源を酸素分子から窒素酸化物に切り替えさせる必要がある。
【００２８】
その方法の１つは、先の特許文献６（特開２００３−２２５６９５号公報）に示されているように、環境中の酸素を減少させ酸素を与えない状態（嫌気条件）をつくることである。
【００２９】
もう一つの方法は、この発明の方法であり、実質的に水中に酸素欠乏状態をつくり出す方法である。
【００３０】
水中に溶解する酸素分子量は少なく、大気中の２５０ｍｇ／ｌに比べ、２０℃の純水中でも８．８４ｍｇ／ｌ（海水中７．１７ｍｇ／ｌ）と微量である。これに対し、水中に蓄積した窒素化合物中の酸素原子の量が遥かに多い。これに着目すると、以下の通りとなる。
【００３１】
例えば、水中の硝酸性窒素（ＮＯ３−Ｎ）が３０ｍｇ／ｌの時の酸素原子量（Ｏ）は約１０３ｍｇ／ｌとなり、同水中に溶解している酸素分子の約１１．７倍になり、１００ｍｇ／ｌでは約３８．８倍になる。
【００３２】
この様に、窒素酸化物の濃度が高くなれば、相対的に酸素分子の量の比率が低くなり、これに通性嫌気細菌間の競合を加えれば、実質的な酸素分子欠乏状態をつくりだすことができる。
【００３３】
この発明の脱窒方法では、専用の接触材を使用して、その表面に比較的低い濃度で均一に分布している窒素酸化物を吸着し、部分的に高濃度に濃縮させて、実質的な酸素欠乏状態をつくり出す。
【００３４】
そして、それにより水中の酸素濃度を低下させ、通性嫌気細菌の活性度を高めることにより、窒素濃度を低下させる。
【００３５】
（２）  請求項２の発明
この発明の課題解決手段は、上記請求項１の発明の課題解決手段の構成において、接触材の窒素酸化物吸着作用が、物理吸着作用のみ、又は物理吸着作用が主体で、補助的に化学吸着作用をも伴うものであることを特徴としている。
【００３６】
このように、接触材の窒素酸化物吸着作用が、物理吸着作用のみであるか、又は物理吸着作用が主体で、補助的に化学吸着作用をも伴うものとした場合、それら各吸着作用によって効果的に酸素欠乏状態が実現され、脱窒作用が実現される。
【００３７】
（３）  請求項３の発明
この発明の課題解決手段は、上記請求項１又は２の発明の課題解決手段の構成において、接触材が、塩化ビニール樹脂、メタクリル樹脂、ポリプロピレン、アロフエン、イモゴライトの何れか、又はそれらの混合材よりなることを特徴としている。
【００３８】
このように、接触材が、塩化ビニール樹脂、メタクリル樹脂、ポリプロピレン、アロフエン、イモゴライトの何れか、又はそれらの混合材よりなる場合、窒素酸化物の吸着性が高く、より有効な脱窒作用が実現される。
【００３９】
（４）  請求項４の発明
この発明の課題解決手段は、上記請求項１，２又は３の発明の課題解決手段の構成において、通性嫌気細菌の種類が、生物の腸内細菌であることを特徴としている。
【００４０】
このように、通性嫌気細菌の種類が、生物の腸内細菌である場合、上述の接触剤とのなじみが良く、かつ自然発生的に多く増殖して、接触材との働きにより、効率良く吸着と脱着を繰り返しながら有効な脱窒作用を果たす。
【００４１】
（５）  請求項５の発明
この発明の課題解決手段は、表面に窒素酸化物を吸着させるか又は濃縮させることによって、水中に酸素欠乏状態をつくり出し、通性嫌気細菌の活性を高め、脱窒作用を促進させる専用の接触材であることを特徴としている。
【００４２】
すでに述べたように、通性嫌気性細菌が、呼吸に必要な酸素を、酸素分子（Ｏ２）または窒素酸化物（ＮＯ３・ＮＯ２）中の酸素原子（Ｏ）を利用して、また窒素酸化物を利用した場合は、酸素を奪われた窒素（Ｎ２）などが気体として、大気に放散されて脱窒作用が起こる。
【００４３】
つまり、通性嫌気細菌が呼吸に酸素分子を利用した場合には脱窒作用は起こりえない。したがって、通性嫌気細菌に呼吸源を酸素分子から窒素酸化物に切り替えさせる必要がある。
【００４４】
その方法の１つは、先の特許文献６（特開２００３−２２５６９５号公報）に示されているように、環境中の酸素を減少させ酸素を与えない状態（嫌気条件）をつくることである。  
もう一つの方法は、この発明の構成によるものであり、実質的に水中に酸素欠乏状態をつくり出す方法である。
【００４５】
水中に溶解する酸素分子量は少なく、大気中の２５０ｍｇ／ｌに比べ、２０℃の純水中でも８．８４ｍｇ／ｌ（海水中７．１７ｍｇ／ｌ）と微量である。これに対し、水中に蓄積した窒素化合物中の酸素原子の量が遥かに多い。これに着目すると、以下の通りとなる。
【００４６】
例えば、水中の硝酸性窒素（ＮＯ３−Ｎ）が３０ｍｇ／ｌの時の酸素原子量（Ｏ）は約１０３ｍｇ／ｌとなり、同水中に溶解している酸素分子の約１１．７倍になり、１００ｍｇ／ｌでは約３８．８倍になる。
【００４７】
この様に、窒素酸化物の濃度が高くなれば、相対的に酸素分子の量の比率が低くなり、これに通性嫌気細菌間の競合を加えれば、実質的な酸素分子欠乏状態をつくりだすことができる。
【００４８】
この発明の脱窒材では、専用の接触材を使用して、その表面に比較的低い濃度で均一に分布している窒素酸化物を部分的に高濃度に濃縮させ実質的な酸素欠乏状態をつくり出す。
【００４９】
そして、それにより水中の酸素濃度を低下させ、通性嫌気細菌の活性度を高めることにより、窒素濃度を低下させる。
【発明の効果】
【００５０】
以上の結果、この出願の発明の水処理および生物関連排水等の脱窒方法および脱窒材によると、目標濃度のコントロールが可能な程度に高精度で、安価な水処理および生物関連排水等の脱窒方法および脱窒材を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】図１は、本願発明の実施の形態に係る生活排水等の脱窒方法において、水中の複数枚の接触材に水を接触させた時の電位変化を示すグラフである。
【図２】図２は、同脱窒方法において、接触材を構成する構成材の材質の相違による硝酸塩吸着量の変化を示すグラフである。
【図３】図３は、同脱窒方法において、接触材をメタクリル樹脂で多孔質構造に製造した時の吸着量の変化を示すグラフである。
【図４】図４は、同脱窒方法における飼育水中のアンモニアと硝酸の濃度の変化を示すグラフである。
【図５】図５は、同脱窒方法において、通性嫌気細菌として、魚類の腸内細菌を用いた時の硝酸濃度の変化を示すグラフである。
【図６】図６は、同脱窒方法において、通性嫌気細菌として、魚類の腸内細菌を用いた時の所定日数間における一般細菌数の変化を示すグラフである。
【図７】図７は、微生物による窒素代謝と窒素循環メカニズムを示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００５２】
以下、本願発明の実施の形態について、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
【００５３】
先ず図１〜図６は、本願発明の実施の形態に係る水処理および生物関連排水の脱窒方法および同脱窒方法に用いられる脱窒材の構成を示している。
【００５４】
この発明の実施形態では、窒素酸化物を吸着・濃縮し、その表面に酸素欠乏状態を作る所定の接触材を水中に浸漬し、同水中の接触材表面に窒素酸化物を吸着させるか又は濃縮させることにより、水中に酸素欠乏状態をつくり出し、通性嫌気細菌の活性を高めることによって、脱窒作用を促進させるようにしたことを特徴としている。
【００５５】
すでに述べたように、通性嫌気性細菌が、呼吸に必要な酸素を、酸素分子（Ｏ２）または窒素酸化物（ＮＯ３・ＮＯ２）中の酸素原子（Ｏ）を利用して、また窒素酸化物を利用した場合は、酸素を奪われた窒素（Ｎ２）などが気体として、大気に放散されて脱窒作用が起こる。
【００５６】
つまり、通性嫌気細菌が呼吸に酸素分子を利用した場合には、脱窒作用は起こりえない。したがって、通性嫌気細菌に対し、その呼吸源を酸素分子から窒素酸化物に切り変えさせる必要がある。
【００５７】
その方法の１つは、従来例である上述の特許文献６（特開２００３−２２５６９５号公報）に示されているように、無酸素曝気を行って環境中の酸素を減少させ、酸素を与えない状態（嫌気条件）をつくることである。
【００５８】
しかし、このように水中の酸素濃度全体を低下させる方法の場合、魚類飼育水槽などの場合には、魚類への影響が大きく、適用することができない。
【００５９】
もう一つの方法は、この発明の実施形態による方法であり、水中の窒素酸化物部分に有効な酸素欠乏状態をつくり出す方法である。
【００６０】
水中に溶解する酸素分子量は少なく、大気中の２５０ｍｇ／ｌに比べ、２０℃の純水中でも８．８４ｍｇ／ｌ（海水中７．１７ｍｇ／ｌ）と微量である。これに対し、水中に蓄積した窒素化合物中の酸素原子の量が遥かに多い。この点に着目すると、以下の通りとなる。
【００６１】
例えば、水中の硝酸性窒素（ＮＯ３−Ｎ）が３０ｍｇ／ｌの時の酸素原子量（Ｏ）は約１０３ｍｇ／ｌとなり、同水中に溶解している酸素分子の約１１．７倍になり、１００ｍｇ／ｌでは約３８．８倍になる。
【００６２】
この様に、窒素酸化物の濃度が高くなれば、相対的に酸素分子の量の比率が低くなり、これに通性嫌気細菌間の競合を加えれば、実質的な酸素分子欠乏状態をつくりだすことができる。
【００６３】
この発明の実施形態に係る脱窒方法では、専用の接触材を使用して、その表面に比較的低い濃度で均一に分布している窒素酸化物を吸着し、部分的に高濃度に濃縮させて、実質的な酸素欠乏状態をつくり出す。
【００６４】
それにより水中の酸素濃度を低下させ、通性嫌気細菌の活性度を高めることにより、窒素濃度を低下させる。
【００６５】
ここで使用する接触材は、表面に窒素酸化物を吸着・濃縮し、その表面上に部分的に実質的な酸素欠乏状態をつくり出すことができる。その作用を示すため、図１のグラフに、ゆっくりと流れる水中に専用の接触材を４枚浸漬し、それら各接触材の下流側の酸化還元電位の測定値を示した。
【００６６】
その結果を見ると、接触材１枚通過毎の酸化還元電位の変化は僅かしかないが、当初＋６０ｍＶ近くあった酸化還元電位が、９０分経過後には−６０ｍＶ近くまで低下し（その差約１２０ｍＶ）、還元状態（嫌気状態）に変化する。
【００６７】
ところで、この様な接触材による吸着作用は、基本的に物理的脱窒法の物理吸着作用と同じであるが、本実施の形態で採用する接触材では、生物的脱窒のため、上記の吸着能力と共に、通性嫌気細菌が吸着した窒素酸化物を容易に利用できるようにするために、その脱着能力（離れやすさ）も重要な要素となる。
【００６８】
そこで、今図２に、硝酸性窒素の吸着・脱着試験結果を示した。その結果を見ると、上記４枚の各接触材共に硝酸性窒素の吸着と脱着を繰り返しており、また飽和塩水処理により吸着量・脱着量そのものが増加することが分る（塩化ビニールφ６ｍｍ、メタクリル樹脂φ６ｍｍと塩化ビニールφ６ｍｍ塩処理、メタクリル樹脂φ６ｍｍ塩処理のものを対比）。
【００６９】
さらに、本願発明の脱窒作用の発現とは直接関係ないが、上記接触材の小型化を図るためには、接触材の比表面積の増大を図ることが必要であり、例えば多孔質構造の接触材を製造することが有効であること、また、その構成材料の差によって、上述の吸着性能・脱着性能が異なることを、図３に示した。
【００７０】
このような条件に合った接触材の素材例としては、例えば上記図２、図３のグラフに示したメタクリル樹脂、塩化ビニール樹脂やポリプロピレンなどの化学合成樹脂材のほかに、自然鉱物のアロフエンやイモゴライトなどが適しており、それら各材料の混合材でも良い。
【００７１】
これらの各種接触材と一般的に観賞魚用のろ材に用いられているグラスウールとの吸着能力・脱着能力の相違を比較するため、それぞれを細菌類を持ち込まないようにして人工海水を張った２００リットル（ｌ）水槽中に設置して、窒素源としての汚濁負荷を定量的に把握できるよう、塩化アンモニウム試薬を同量づつ投入しながら試験を行い（脱窒細菌の栄養は投与しない）、その結果（アンモニア濃度と硝酸濃度の変化）を実験例１として図４に示した。
【００７２】
グラスウールを用いた対象区では硝酸性窒素が２０ｍｇ／ｌを越えてなお蓄積するのに対して、本実施の形態の接触材を用いた実験区では、自然発生的に増殖した通性嫌気細菌と接触材との働きにより、確実に吸着と脱着を繰り返しながら、１０ｍｇ／ｌ前後に維持しており、明らかな脱窒作用がみられる。
【００７３】
この実験例１の結果によると、前述した生物的脱窒方法の５つの要素のうち、（１）反応を行う微生物の存在、（２）基質の存在（電子供与体、微生物の栄養源）、（４）嫌気条件、（５）その他の環境条件（水温やｐＨなど）の要素にまして、（３）窒素酸化物の存在（微生物の呼吸源）が最も重要な要素であることを示している。
【００７４】
すなわち、この様な反応を行う微生物や基質（電子供与体、微生物の栄養源）を人工的に添加しない条件でも、接触材表面に硝酸性窒素を濃縮させさえすれば、実質的な嫌気条件を作ることができ、濃縮された硝酸性窒素を呼吸源とし、すでに発生していた硝化細菌などの死骸や浮遊している有機物を栄養源にして、通性嫌気細菌が自然発生的に増殖し脱膣が行われることが証明される。
【００７５】
また、この基本的な脱窒方法をさらに効果的に実現するために、生物関連排水中に普遍的にかつ大量に存在する生物の腸内細菌を脱窒細菌として、また、同様に大量に存在する排泄物を基質（電子供与体、微生物の栄養源）として活用できることを、実験例２として示す。
【００７６】
この実験例２では、水槽を４槽用い、それぞれ水槽中の人工海水中に硝酸カリウムを硝酸態窒素濃度が１０ｍｇ／ｌになるように調整して入れておく。そして、１槽の水槽（ブランク）を除いて、他の３槽の水槽には、人工飼育したヒラメ（１２〜１５ｇ）を入れ、ヒラメには毎日餌（０．１５ｇ）を与えた。
【００７７】
さらに、ヒラメが入った３槽うちの１槽はヒラメのみ（接触材無し）とし、また、１槽にはヒラメの他に未使用の接触材（新品）、残りの１槽にはヒラメの他、約１年間脱窒に使用した接触材（経年使用のもの）を入れ、各水槽を酸素供給のため十分に曝気し、１日１回硝酸態窒素濃度を測定しながら、１週間分測定して、その脱窒状態を確認した結果を、例えば図５のグラフに示した。また、その間の一般細菌数の変化を計数し、図６のグラフに示した。
【００７８】
図５では、水槽中の人工海水に硝酸態窒素のみを加えたブランクは、一定の濃度を維持し脱膣が行われていないが、その他の水槽では硝酸態窒素濃度に変化がみられ脱膣が進行している。
【００７９】
一方、接触材を加えずヒラメを飼育した水槽（接触材無し）では、当初はヒラメの排泄によって硝酸性窒素濃度が上昇するが、毎日の給餌の結果、ヒラメ体内から排出された腸内細菌と排泄物の蓄積によって、４日目からは硝酸性窒素濃度が低下し、５日目には予め加えておいた濃度よりも低くなり、その後も低下傾向を示し、緩やかな脱窒が行われていることが分る。
【００８０】
また、ヒラメの他に未使用の接触材を入れた水槽（新品のもの）では、接触材が無い場合と同様に硝酸態窒素濃度は上昇するが、その濃度は波状に変化し、吸着および脱着が繰り返された後、急激に低下し、最終的に２ｍｇ／ｌ（８０％処理）程度にまで低下し、最も強い脱窒効果があることを示している。
【００８１】
次に、経年使用した接触材を投入した場合は、当初から安定して、高度な脱窒作用を行うことが可能なことから、この接触材が１年間継続して効果を持ち続けることを示している。
【００８２】
魚類の腸内細菌の優先種は海水魚ではビブリオ属、淡水魚ではエロモナス属であり、ほ乳類では大腸菌であり、これらのすべてが通性嫌気細菌であり、脱窒作用に関与している。これらの菌は生物系の排水に多量に含まれており、また、排泄物も多量に含まれている。
【００８３】
したがって、上記接触材を用いると、その吸着作用・脱着作用とそれらの細菌との相乗効果によって、より安価で、より高度な脱窒技術を提供することができるようになる。
【００８４】
また、図６に示す一般細菌数についても、接触材無しの場合には、新品のもの、経年使用のもの共に殆ど細菌の増殖がなく、特に経年使用のもので一般細菌の増殖抑制効果が高いことが分る。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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