(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
土壌環境に有益な好気性微生物を担体に固定化して増殖槽内に設置し、この増殖槽内に原水を供給して所定温度条件下で通気撹拌するとともに、これと併行して新たな増殖用微生物及び栄養物を連続供給することで高密度の微生物群を増殖し、この高密度の微生物群にエサとなる栄養物を持たして土壌に連続散布するようにし、この際、前記増殖槽における通気と微生物群散布のためのエアブローを同一のエア源とすることを特徴とする高密度微生物の連続散布装置。
【請求項２】
前記好気性微生物は、各種油脂類、乳化剤、界面活性剤等の土壌汚染、植物汚染の原因となる物質、又は施設園芸本圃で連作障害を発生させる各種有害物質を好んで資化する微生物であることを特徴とする請求項１に記載の高密度微生物の連続散布装置。
【請求項３】
前記好気性微生物は、土壌育成、植物育成に有益な微生物であることを特徴とする請求項１に記載の高密度微生物の連続散布装置。
【請求項４】
前記担体は多孔質セラミックスの板、又はペレット、又は粒子であることを特徴とする請求項１または請求項２または請求項３に記載の高密度微生物の連続散布装置。
【請求項５】
前記増殖槽を並列式に複数設け、一方の増殖槽で微生物群を増殖している間に、他方の増殖槽から増殖した微生物群を散布し、これを交互に繰り返すことを特徴とする請求項１または請求項２または請求項３または請求項４に記載の高密度微生物の連続散布装置。
【請求項６】
前記増殖槽を直列式に複数設け、上流側の増殖槽で増殖させた微生物を下流側の増殖槽に送り込み、下流側の増殖槽で増殖させた微生物群を散布することを特徴とする請求項１または請求項２または請求項３または請求項４に記載の高密度微生物の連続散布装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、例えば土壌汚染、作物障害の原因となる有害物質等を処理する微生物、又は土壌育成、植物育成等に有益な微生物を高密度に増殖させ連続散布する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば土壌や芝草等の植物がガソリン、廃油、重油、軽油等の油脂類とか乳化剤、界面活性剤、洗剤、ベンゼン、トリエタノールアミン等の汚染物質で汚染された場合、例えば特定の処理業者に処理を依頼して、新たな土に入替えた後、新たな植物に植え替えたり、又は汚染土壌を全量採土して焼土処理を施して元に戻したりしている。
【０００３】
一方、施設園芸農家等においては本圃の連作障害を防止するため、例えばメチルブロマイド（ＭＢ）、クロルピクリン、ジトラペックス等の消毒ガスで殺菌を行い、土壌病害の蔓延を予防するようにしており、万一土壌病害が蔓延した場合にも農薬等によって土壌消毒を行っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前者のように土とか植物を入れ替えるような処理は大変大掛かりなものになり、コストも要していた。一方、これを放置して自然浄化に待つような場合、植物を枯らすばかりでなく降雨等によって自然流出して河川を汚染させたり、地下水を汚染させたりするような社会的問題を引き起こす虞もあった。
【０００５】
また、後者のように消毒ガスによって土壌消毒するような場合は、消毒後、増殖速度の速い菌が他の菌に優先して回復し、それを中心に菌の種類が単純化してゆく傾向を示し、また、土壌消毒によって硝化菌が死滅するため、アンモニアが処理されないで残り、有害菌が蔓延し易くなる等危険を伴う処理方法であった。しかし、現在の処理方法ではそれ以上の有効な処理方法を見出し得ず、例えば２５ｃｍ程度以上の土中深くまで消毒しようとする場合にはやむを得なかった。
そこで、例えば土壌消毒を行ったような場合は病害虫に侵されにくく且つ植物成育に適した土壌を早期に育成する必要があった。
【０００６】
また植物等に肥料を与えて育成する場合は植物根から吸収される養分の吸収効率を高める方策が望まれていた。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため、本発明は地球上に存在する微生物を有効に活用することで、土壌を浄化し、或いは植物に対する養分の吸収効率を高めるようにした。すなわち、土壌環境に有益な好気性微生物を担体に固定化して増殖槽内に設置し、この増殖槽内に原水を供給して所定温度条件下で通気撹拌するとともに、これと併行して新たな増殖用微生物及び栄養物を連続供給することで高密度の微生物群を増殖し、この高密度の微生物群にエサとなる栄養物を持たして汚染された土壌、芝草、河川、或いは植物に対する肥料の効果を上げようとする本圃等に連続散布するようにし、この際、前記増殖槽における通気と微生物群散布のためのエアブローを同一エア源とした。
【０００８】
この際、好気性微生物とは、各種油脂類、乳化剤、界面活性剤等の土壌汚染、植物汚染の原因となる物質、又は施設園芸本圃で連作障害を発生させる各種有害物質を好んで資化する微生物、或いは土壌育成、植物育成に有益な微生物である。
【０００９】
また、担体は多孔質セラミックスの板、又はペレット、又は粒子とした。
【００１０】
また、増殖槽を並列式に複数設け、一方側の増殖槽から増殖液を散布している間、他方側の増殖槽で増殖させ、これを交互に繰り返すようにしてもよく、或いは増殖槽を直列式に複数設け、上流側の増殖槽で増殖させた増殖液を下流側の増殖槽に送り込み、下流側の増殖槽から散布するようにしても良い。
【００１１】
【作用】
微生物によって汚染源の原因となる物質等を処理し、或いは微生物を介して植物に対する肥料の効きの効果を高めるが、微生物の生息し得る環境条件は限られており成育速度も遅いため、従来のような方法で培養した微生物をそのまま汚染源等に散布したとしても、すぐに自然環境の微生物濃度まで低下して効果を上げることが出来ない。
そこで、本発明は増殖槽内で微生物濃度を極限まで高め、同時に高密度の微生物群に栄養分としての手弁当を持たせることで、処理が完了するまでの体力と栄養物を付加する。ここで、汚染源等の有害物質に有効な微生物、或いは土壌に有益な微生物の種類により栄養物等の条件を設定し、例えば温度条件等の最適な増殖方法を設定する。
【００１２】
ここで、微生物としては、例えば難分解性非イオン界面活性剤やトリエタノールアミン等のような有害物質を処理する場合、フラボウバクテリアム種、シェードモナスメタニカ種の特定物質分解微生物が適している。
【００１３】
また、土壌育成に有益な微生物として、例えばシェードモナス属の微生物は、ピロルニトリンやピロルテオリンのような抗カビ性の抗菌物質を生産することが知られており、この特定の微生物を農薬等で土壌消毒した後に散布すれば、病害虫に強い土壌にすることが出来る。
【００１４】
また、植物育成に有益な微生物とは、例えば植物根に活力を与える根圏微生物（根圏域で生活を続ける微生物）であり、微生物の表層に肥料成分を付着させ、この肥料分と微生物の分泌物を積極的に植物根に吸収させることで植物の育成を活発にする。
【００１５】
この際、微生物を固定化する担体として多孔質セラミックス製にすることで、増殖効果が高まり、また、増殖槽内の通気のエアブローと微生物散布のエアブローのエア供給源を同一にすることで、装置のコンパクト化、軽量化が可能になり、例えば容易に可搬式に構成出来る。
【００１６】
また、増殖槽を並列式に複数設け、一方の増殖槽で増殖している間に他方の増殖槽から散布し、これを繰り返すようにすれば、多量の増殖液を連続して散布することが出来る。また増殖槽を直列式に複数設けることで、増殖時間をかせぐことが出来る。
【００１７】
【実施例】
本発明の実施例について添付した図面に基づき説明する。ここで、図１は本発明の高密度微生物の連続散布装置の基本的構成を示す構成例図、図２は増殖槽内の増殖リアクター器の拡大部分断面図、図３は増殖リアクター器内の担体の形状の一例を示す斜視図である。
【００１８】
本発明の高密度微生物の連続散布装置の基本的構成は、図１に示すように、原水を貯溜する原水貯溜槽１と、微生物を増殖させる第１増殖槽２、第２増殖槽３と、各増殖槽２、３に増殖用微生物を供給する各微生物槽４と、各増殖槽２、３に栄養物を供給する各栄養物槽５と、増殖された微生物群を散布する散布手段６を備え、各増殖槽２、３は並列式に設けられるとともに、各増殖槽２、３内にはそれぞれ増殖リアクター器７が設けられている。
【００１９】
そしてこの増殖リアクター器７内には後述するような担体としての多数の多孔質セラミックス片８が収容されており、この多孔質セラミックス片８には予め微生物が固定化されている。また、各増殖リアクター器７の内部下方には多数の散気孔を有する散気管１０が設けられており、この散気管１０にはコンプレッサ１１のエアを供給する各エア管１２を接続している。
また、このコンプレッサ１１と前記散布手段６の間には、散布用エアを供給するエア管１３を設けている。
【００２０】
前記原水貯溜槽１と各増殖槽２、３の間には水供給管１４を設け、ポンプＰによって原水貯溜槽１の原水を吸い上げることが出来るようにするとともに、この水供給管１４の途中に加温器１５を設けて、この加温器１５によって原水を所定の温度範囲（例えば各種油脂類を好んで資化する微生物の場合であれば約３０〜５０℃）に加温するようにしている。そしてこの加温器１５の下流で分岐管１４ａ、１４ｂに分岐させ、バルブ操作によってそれぞれの増殖槽２、３に加温した原水を供給出来るようにしている。
【００２１】
尚、原水は上水或いは地下水等であり、この上水等を各増殖槽２、３に供給出来れば原水貯溜槽１は必ずしも必須のものではない。また、加温器１５による原水の加温も、各増殖槽２、３に供給する前に加温するのではなく、各増殖槽２、３に供給した後に加温するようにしても良い。
【００２２】
前記微生物槽４に収容される微生物は、例えば珪藻土等の無機微粒体、又は小麦粉、米ヌカ等の有機粉末に固定化されていわゆる冬眠状態にあり、定量供給手段４ａによって所定量が各増殖槽２、３に供給される。この定量供給手段４ａは例えばスクリューフィーダ、ベルトフィーダ、振動フィーダ、定量マス装置等の公知のものである。
【００２３】
前記栄養物槽５に収容される栄養物は、汚染物質等によって適切なものが選択され、例えば汚染原因が重油等の鉱物油の場合は市販のハイポネックス粉末等が利用出来、軽油、ガソリン等の鉱物油及び大豆油、なたね油等の植物油については市販の粉末肥料、液体肥料等が利用出来る。また、市販のハイポネックス等粉末肥料に黒砂糖の粉末を加えるのも有効である。そして、スクリューフィーダ、ベルトフィーダ、振動フィーダ、流量測定器等の定量供給手段５ａによって一定量を各増殖槽２、３に供給出来るようにしている。
【００２４】
前記第１、第２増殖槽２、３は例えば円錐形の底部を備えた収容体であり、底部中央にはそれぞれ排出管２ａ、３ａが設けられている。また各増殖槽２、３の上部には、供給された原水と増殖用微生物と栄養物を混合攪拌するための攪拌器１６と、増殖液の液面を検知する電磁液面スイッチ１７を設けており、各増殖槽２、３の液面レベルが所定のレベルまで上がったのを液面スイッチ１７が検知したら、対応する側の分岐管１４ａ、１４ｂのバルブを閉じるとともに定量供給手段４ａ、５ａの作動を停止させ、液面レベルが所定のレベルまで下がったら対応する側の分岐管１４ａ、１４ｂのバルブを開けるとともに定量供給手段４ａ、５ａを作動状態にするようにしている。
【００２５】
前記各増殖リアクター器７は、図２に示すように多数のパンチ穴ｈが形成された中空状体であり、内部下方に網、又はパンチングプレート等の有孔支持板７ａを備えている。そして、この有孔支持板７ａの下方に前記散気管１０が設けられ、有孔支持板７ａの上部に前記多数の多孔質セラッミクス片８が収納されている。そして、この増殖リアクター器７、及び有孔支持板７ａは、例えば塩化ビニル、ＦＲＰ、ステンレス、鉄等の素材からなり、散気管１０は例えば塩化ビニルパイプ、ステンレスパイプ、鉄パイプ等である。
【００２６】
また、増殖リアクター器７のパンチ穴ｈは、筒内部から筒外部に向けて水平または下さがりの穴として形成されており、特に液面レベルが下がったような際に、散気管１０から噴き出すエアによって上方に対流する増殖リアクター器７内部の増殖液を外部に出やすくして、対流攪拌効果を上げるようにしている。
【００２７】
前記多孔質セラミックス片８は、例えば主原料をアルミナ、硅酸、酸化鉄、酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化カリウム等とし、その他微量の酸化カルシウム、酸化マンガン、酸化ナトリウム等を含ませるとともに予め微生物を固定化し、図３の一例に示すように、筒型、ボール型、円柱型、星型、三角型、矩形型、波型、凹凸型、レンコン型等の形状から任意に選択され、気孔率が例えば５〜７５％程度のものが望ましい。
【００２８】
前記散布手段６は、図１に示す各増殖槽２、３から延びる導出管１８、１９が集合する集合管２０に接続され、例えばスプレー式或いは散布ホース式に構成されて広い面積に散布出来るようにされている。そして前述のようにコンプレッサ１１によって送られる空気圧を利用して散布する。
【００２９】
以上のような微生物の連続散布装置の作用について述べる。
原水貯溜槽１から供給される原水は加温器１５にて所定温度に暖められ、第１増殖槽２に送られる。また、第１増殖槽２の増殖リアクター器７下方の散気管１０から空気が噴き出し、増殖リアクター器７内部を上昇する。そして、温水が第１増殖槽２に満たされると、液面スイッチ１７によって分岐管１４ａのバルブが閉じられて温水の供給は停止する。
【００３０】
一方、第１増殖槽２の微生物槽４と栄養物槽５からは一定量の増殖用微生物と栄養物が各定量供給手段４ａ、５ａにより供給される。そして、上部の攪拌器１６によって攪拌すると、散気管１０から噴き出す空気と攪拌器１６の攪拌によって増殖液は対流を起こし、固定化されて冬眠していた微生物が冬眠から醒めて活動を開始し増殖する。
【００３１】
この際、散気管１０から噴き出した空気は、多孔質セラミックス片８の表面又は通気孔の内面を通過して固定化した微生物の活動を活発化させ、攪拌器１６は上昇してくる水流を強制的に増殖槽５の周囲に向けて広げた後下方に押し下げて対流を促進するのに有効であり、上昇、降下を連続して行わせることで増殖が速められる。また、この増殖の促進には、加温器１５による温度設定も重要な要件の１つである。
【００３２】
こうして第１増殖槽２で増殖が行われている間に、第２増殖槽３には加温された原水が供給され、第１増殖槽２と同じ過程を経て増殖が開始されている。
【００３３】
そして第１増殖槽２の微生物群が高密度に増殖すると不図示のランプが点灯し、導出管１８のバルブと散布手段６のバルブを開放し、多数の微生物群と栄養分を含んだ増殖液を必要な場所に散布する。そして、第１増殖槽２の散布が完了すると、第２増殖槽３から散布を開始するが、この際、第１増殖槽２の排出管２ａのドレンコックを開放し、増殖用微生物を固定化していた無機物粉、有機物粉等の残滓物を排出し、例えば植物、木の根元等に散布する。そして、その後再び同様な操作を繰り返す。
【００３４】
こうして散布された高密度の微生物群は、増殖槽２、３で豊かな栄養物を与えられて体力が強められるとともに、周囲に豊富な栄養分が存在するため、汚染源等の分解、浄化等を至短時間に完了させることが出来る。
また、散気管１０に送気するエア管１２と、散布手段６の上流に送気するエア管１３を同一のコンプレッサ１１に接続し、送気駆動源を同一にしていることから装置のコンパクト化が図られる。
【００３５】
次に本案の第２構成例について図４に基づき説明する。尚、図中前記と同様な箇所には同一の番号を付す。この構成例は第１、第２増殖槽２、３を直列式に設けたもので、前記構成例が並列式であったのとは異なっている。
【００３６】
すなわち、加温器１５で暖められた原水は第１増殖槽２にだけ供給されるようにしており、この第１増殖槽２である程度増殖した増殖液を接続管２２を通して第２増殖槽３に送り込み、第２増殖槽３で高密度の微生物群の増殖を完了して導出管１９から散布手段６に導く。尚、第２増殖槽３に栄養物を供給する手段、及び攪拌器を設けるようにしても良い。
【００３７】
この場合は、第１増殖槽２にて前記と同様の手順で水供給管１４と微生物槽４と栄養物槽５から温水と増殖用微生物と栄養物を供給し、攪拌器１６による攪拌と、散気管１０による通気によって微生物群をほぼ所望の密度まで増殖させたら、接続管２２のバルブを開いて第２増殖槽３に送り込み、第２増殖槽３の散気管１０から通気することで増殖を完了させ、導出管２１に接続する散布手段６によって散布する。この間、接続管２２のバルブを閉じて第１増殖槽２では再び原水と増殖用微生物と栄養物を供給し増殖を開始する。
【００３８】
従って、第２増殖槽３から散布している間でも第１増殖槽２にて新たな微生物群を増殖させることが出来る。つまり、第２増殖槽３は増殖時間をかせぐのに有効である。
【００３９】
ところで、散布面積が狭いような場合は、図５に示すような単一の増殖槽２のみとすることが出来る。この場合は連続して散布することが出来るのは増殖槽２の容量の範囲内に制限されるが、例えば局地的に汚染されたような場所に散布するだけの時は充分なこともある。
【００４０】
次に、図６、図７に基づき散気管１０に対するエア供給手段の変形例について説明する。これらはいずれも散気管１０のエア噴出口から空気と増殖液の混合流を噴き出すようにしたものであり、図６は電源２３ａに接続する水中モータ２３によってファン２４を駆動し、外気吸入管２５から吸入した空気とファン２４によって取り込んだ増殖液を混合して散気管１０に送り込む。
【００４１】
また、図７の場合は増殖槽２の外部に設置したポンプＰによって吸入管２６から増殖液を吸入し、この増殖液とエア吸入管２７から吸込んだエアを混合して散気管１０に送り込む。そして、このように混合流を噴出することで、対流効果が一層向上する。
【００４２】
それでは、本連続散布装置の具体的な適用実施例について図８乃至図１０に基づき説明する。図８は本装置を車載式にし、可搬型装置として構成した実施例である。この場合は原水貯溜槽１、第１、第２増殖槽２、３、コンプレッサ１１等の他に、例えば駆動電源用の発電機３０、原水加温用のＬＰガス３１等を車両に搭載し、ゴムホース３２等を備えた散布手段６によって散布地域に散布する。この装置は例えば車両事故等で燃料が流出して局地的に油又は消火剤等によって土壌汚染、植物汚染されたような場合に、油脂類を好んで資化する微生物を散布して処理するような時に有効である。
【００４３】
次に図９は、例えばビニールハウス内の土壌を消毒した後、土壌の育成に有益な微生物を散布するような実施例を示し、例えば消毒ガスにて消毒した後、約１０〜２０日経過してビニールハウスを取り外し、耕耘機で耕す前と後にこの装置で土壌育成に有益な微生物を散布する。
【００４４】
次に図１０は、例えばロックウール３５に植込んだ植物の育成に有益な微生物を液肥と共に散布するような実施例である。この場合は例えば原水として地下水をポンプＰで吸い上げ、増殖用微生物として根圏微生物を定量供給手段４ａで供給するとともに、栄養分として液肥を定量供給手段としての定量ポンプ５ａで供給し、増殖させた微生物を散布手段としてのかん水パイプ６から散布する。この際、増殖液の原液を散布するのが最も有効であることは勿論であるが、費用を廉価に抑えようとする場合には操作盤３３によって原水と混ぜて薄めて散布しても効果がある。また、第２増殖槽３から吸引した増殖液を直接ポンプＰ本体に導き、ポンプＰ本体で原水と混合して散布することで操作盤３３を設けないで薄めるようにしても良い。
尚、図中３４は支持台である。
【００４５】
以上のように、本発明の高密度微生物の連続散布装置は、増殖槽内で汚染物質を資化する微生物、或いは土壌育成、植物育成に有益な微生物の濃度を極限まで高め、同時に高密度の微生物群に栄養分としての手弁当を持たせて散布するようにし、この際、増殖槽における通気と微生物群散布のためのエアブローを同一のエア源としたため、装置のコンパクト化が図られ、例えば局地的に土壌、芝草等が油汚染されたような場合、または、土壌を消毒したような場合、または植物に対して肥料の効きの効果を高めたいような場合に有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の高密度微生物の連続散布装置の基本的構成を示す構成例図
【図２】増殖槽内の増殖リアクター器の拡大部分断面図
【図３】増殖リアクター器内の担体の形状の一例を示す斜視図
【図４】複数の増殖槽を直列式にした場合の構成例図
【図５】増殖槽が１つである場合の構成例図
【図６】散気管に対するエア供給手段の変形例を示す構成例図
【図７】同散気管に対するエア供給手段の変形例を示す構成例図
【図８】本装置を油汚染等の処理に適用する場合の説明図
【図９】同本装置を農地等の土壌育成に適用する場合の説明図
【図１０】同本装置を植物栽培に適用する場合の説明図
【符号の説明】
２…第１増殖槽、３…第２増殖槽、４…微生物槽、５…栄養物槽、６…散布手段、７…増殖リアクター器、８…多孔質セラミックス片、１０…散気管、１５…加温器、１６…攪拌器。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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