(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
硝化細菌が存在する硝化汚泥に、乾燥処理後の硝化汚泥中の濃度としてトレハロースが１重量％以上１０重量％以下の範囲内にトレハロースを粉体又は水溶液の状態で添加し、トレハロースの存在下、該硝化汚泥を乾燥処理して保存することを特徴とする活性汚泥の保存方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排水処理に使用する活性汚泥について、活性を維持したまま長期保存できる活性汚泥の保存方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
排水中の窒素，有機物，重金属等の生物排水処理法に用いられる活性汚泥の保存方法としては、乾燥法（凍結乾燥，常圧乾燥，噴霧乾燥等）、凍結法（冷凍庫保存，液体窒素保存等）などの方法がある。
このうち乾燥法は、微生物の受けるダメージが大きく、微生物活性の低下を招き易いという問題点がある。一方、凍結法は、保存菌体の容積（重量）が大きくなり、保管・運搬に不便であるという問題点がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者らは、上記問題点に鑑み、保管・運搬に有利な乾燥保存法において、微生物の受けるダメージを極力小さくし、微生物活性の低下を招かず、そして活性汚泥の活性を維持した状態で保存できる方法を開発すべく鋭意検討した。
その結果、本発明者らは、活性汚泥にトレハロースを存在させて乾燥処理を行うことにより、かかる問題点が解決されることを見い出した。
本発明は、かかる見地より完成されたものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、硝化細菌が存在する硝化汚泥に、乾燥処理後の活性汚泥中の濃度としてトレハロースが１重量％以上１０重量％以下の範囲内にトレハロースを粉体又は水溶液の状態で添加し、トレハロースの存在下、該硝化汚泥を乾燥処理して保存することを特徴とする活性汚泥の保存方法を提供するものである。本発明では、活性汚泥に、上記トレハロースを粉体又は水溶液の状態で添加する。また、活性汚泥について、上記トレハロースが１重量％以上１０重量％以下の範囲内に含有するように添加する。ここで、トレハロースとは、分子式C12H22O11の２糖類の１つであり、２分子のＤ−グルコースがその還元性基同士で結合した化合物であり、本発明では該トレハロース及びその誘導体が含まれる。なお、結合様式については、特に制限されるものではない。
【０００５】
本発明では上記のような乾燥処理することによって、活性汚泥を長期間保存しても活性の低下が少なく、また、保管・運搬等に有利な状態で活性汚泥を保存することができる。
そして、本発明によれば、活性汚泥が必要な場合、例えば緊急性を有するような場合であっても、速やかに供給あるいは提供することが可能であり、活性汚泥を長期間にわたって保存，ストックしておくことができる。
以下、本発明について、詳細に説明する。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明は、トレハロースの存在下、活性汚泥を乾燥処理して保存することを特徴とする活性汚泥の保存方法である。
実施の形態
本発明において、保存処理の対象となる活性汚泥は、生物排水処理装置の活性汚泥槽内から採取したもの、あるいは余剰汚泥のいずれでもよい。具体的には、し尿処理場，下水処理場，電力排水処理装置，化学工業排水処理装置等の活性汚泥が挙げられる。この活性汚泥は、好気性処理法に用いられる好気性汚泥，嫌気性処理法に用いられる嫌気性汚泥のいずれでもよい。
【０００７】
本発明の保存方法では、上記のような活性汚泥をトレハロースの存在下に、乾燥処理することにより、保存中の活性低下が少なく、かつ、保管性や運搬性にも優れた乾燥汚泥を調製（作成）する。
保存処理する活性汚泥は、フロック状の懸濁状態のものが好ましいが、その他、活性汚泥を粒状，繊維状等の担体に担持させた状態でも保存処理を行うことができる。
ここで、担体としては、活性汚泥を付着，包括等の方法により担持できるものであれば特に制限はなく、付着担体や包括担体等が広く用いられる。このうち付着担体としては、具体的には、例えば砂，活性炭，セラミック等が挙げられる。
一方、包括担体としては、具体的には、例えばポリビニルアルコール（ＰＶＡ），ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）等が挙げられる。
【０００８】
活性汚泥は、排水処理装置から採取したままの状態でも処理できるが、自然沈降させるか、あるいは、汚泥脱水機や遠心分離機等を用いて脱水，濃縮させることが好ましい。保存処理に用いる活性汚泥の濃度は、好ましくは１，０００ｍｇ／ｌ以上、さらに好ましくは２０，０００〜１００，０００ｍｇ／ｌである。
【０００９】
本発明においては、トレハロースは種々の状態で活性汚泥に添加することができ、特に制限されるものではないが、好ましくは粉体又は水溶液の状態で活性汚泥に添加する。
この場合、添加するトレハロースの量は、乾燥処理後の活性汚泥中の濃度として、トレハロースが１重量％以上含有するように添加することが好ましく、３〜１０重量％の範囲内にすることがさらに好ましい。
【００１０】
トレハロースを添加した活性汚泥は、凍結乾燥，Ｌ−乾燥，常圧乾燥（風乾），噴霧乾燥等の微生物の保存法として採用されているのと同様の方法によって、乾燥処理できる。
本発明において、乾燥処理後の菌体の保存は好ましくは１０℃以下、より好ましくは４℃以下で行うが、保存菌体の運搬に際しては、２〜３日間の運搬であれば１０〜３０℃での保存（保管）も許容される。
上記本発明の活性汚泥の保存方法によれば、トレハロースを添加することにより活性を維持した状態で活性汚泥を乾燥保存できるようにしたので、活性低下が少なく、保管・運搬に有利な状態で活性汚泥を保存することができる。
【００１１】
他の実施の形態
本発明に係る活性汚泥の保存方法は、上記実施の形態に限らず、本発明の技術的思想の範囲において、種々変形が可能である。
例えば、活性汚泥を乾燥処理する際、トレハロースを存在させるには、上記したような活性汚泥にトレハロースを添加する場合の他、活性汚泥をトレハロースの溶液等に混ぜることなども可能であり、特に制限されることなく実施できる。
以下、実施例により本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら制限されるものではない。
【００１２】
【実施例】
実施例１〜２、比較例１〜４及び参考例１
本実施例１及び２では、活性汚泥として、アンモニア含有排水の処理に用いられる硝化汚泥を使用して本発明の効果を確認した。そして、添加物質であるトレハロースの効果を調べるため、添加物質としてスキムミルクを用いた比較例１及び２、添加物質なしの比較例３及び４、さらに保存処理をしない場合を参考例１として併せて実験を行った。
【００１３】
硝化汚泥中には硝化細菌が存在し、排水中のアンモニア及び亜硝酸を硝酸に酸化する働きを有する。
電力排水処理装置から採取した硝化汚泥（汚泥濃度２，０００ｍｇ／ｌ）１０ｍｌを遠心分離により回収した。回収した汚泥をトレハロース水溶液，スキムミルク水溶液又は蒸留水（添加物質なし）のいずれか１ｍｌに再懸濁し、凍結乾燥処理又は常圧乾燥処理を行った。
スキムミルクは乾燥障害防止剤として、乾燥保存法の添加物質として用いられる物質である。添加するトレハロース水溶液の濃度は３．５％とし、スキムミルク水溶液の濃度は、一般に微生物の保存に用いられる２０％とした。
【００１４】
実施例１，比較例１及び３で行った凍結乾燥では、再懸濁した汚泥を冷凍庫（−８０℃）で予備凍結し、凍結乾燥機を用いて凍結乾燥処理した。一方、実施例２，比較例２及び４で行った常圧乾燥では、再懸濁した汚泥をペトリ皿に移して、送風下で自然乾燥させた。凍結乾燥及び常圧乾燥を行った汚泥は、４℃で保存した。
乾燥処理後、３月間保存した汚泥の硝化活性を測定し、乾燥処理を行っていない参考例１の未処理の汚泥の活性と比較した。硝化活性の測定方法を以下に示す。
【００１５】
凍結乾燥汚泥（実施例１，比較例１及び３）、常圧乾燥汚泥（実施例２，比較例２及び４）及び未処理の汚泥（参考例１）を、それぞれ１０ｍｌのアンモニア含有水に再懸濁し、好気条件，２８℃で反応させた。アンモニア含有水は、アンモニア態窒素としてＮＨ４  −Ｎを１５０〜１８０ｍｇ／ｌ、栄養素としてＮａＨＣＯ３  を０．５ｇ／ｌ、Ｋ２  ＨＰＯ４  を０．０５ｇ／ｌ、ＭｇＳＯ４  ・７Ｈ２  Ｏを０．００１ｇ／ｌ、ＣａＣｌ２  ・２Ｈ２  Ｏを０．００５ｇ／ｌ及びＮａＣｌを１５．３ｇ／ｌ含む合成排水である。
【００１６】
反応開始時（０時間）及び２０時間のアンモニア濃度からアンモニア減少速度（硝化活性）を算出し、保存汚泥の硝化活性を比較した。
結果を表１に示す。
【００１７】
【表１】
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【００１８】
上記表１に示すように、トレハロースを添加して乾燥処理を行った実施例１及び２の硝化汚泥では、凍結乾燥，常圧乾燥のいずれの場合にも、アンモニアの減少が見られ、硝化菌が活性を保持していることが確認できた。これに対して、比較例１及び２のスキムミルクを添加した汚泥、及び、比較例３及び４の何も添加しなかった汚泥では、アンモニアの減少が見られず、硝化菌の性能が失われていることがわかった。
そして、トレハロースを添加した汚泥の硝化活性は、参考例１の未処理の硝化汚泥の活性を１００としたとき、凍結乾燥汚泥で約３５、常圧乾燥汚泥で約４５といずれも高レベルの活性であった。
以上の結果より、トレハロースを添加した実施例１及び２では、活性を維持した状態で汚泥を乾燥保存できることがわかった。
【００１９】
【発明の効果】
本発明は、排水処理に使用する活性汚泥について、活性を維持したまま長期保存することができる。
すなわち、本発明の活性汚泥の保存方法によれば、トレハロースを添加することにより活性を維持した状態で活性汚泥を乾燥保存できるようにしたので、活性低下が少なく、保管・運搬に有利な状態で活性汚泥を保存することができ、その産業上の意義は極めて大きい。