(57)【要約】【課題】  本発明は、銅、鉛および亜鉛等の重金属に耐性を有し、重金属存在下でも活性低下の少ない硝化菌、ならびにこのような重金属耐性を有する硝化菌を利用したアンモニア含有排水の処理方法および処理装置を提供することを目的とする。【解決手段】  本発明によると、新規微生物ニトロバクター属(Nitrobacter sp.)ＩＭ−２０３株（ＦＥＲＭ  Ｐ−１２５５６）、ならびに、その微生物を利用したアンモニア含有排水の硝化処理方法および硝化処理装置が提供される。【選択図】  図１
2006211908.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
微生物ニトロバクター属(Nitrobacter sp.)ＩＭ−２０３株（ＦＥＲＭ  Ｐ−１２５５６）。
【請求項２】
請求項１に記載の微生物をアンモニア含有排水の硝化処理に利用することを特徴とするアンモニア含有排水を硝化処理する方法。
【請求項３】
前記アンモニア含有排水が重金属を含む請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記重金属が、銅、鉛および亜鉛からなる群から選ばれる１種類以上である請求項３に記載の方法。
【請求項５】
アンモニア含有排水を硝化処理するための装置であって、
アンモニア酸化菌および請求項１に記載の微生物を収容した硝化槽であって、該アンモニア含有排水を収容することができ、硝化処理されたアンモニア含有排水を排出するための排出口を有する硝化槽と、
該硝化槽に該アンモニア含有排水を供給する手段と
を有する装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、新規微生物およびその微生物を利用したアンモニア含有排水の硝化処理方法に関し、特に、し尿、下水、産業排水、石炭または石油燃焼排ガス処理プロセスの排水、水族館飼育水、養殖場飼育水、活魚蓄養装置飼育水、および実験施設における水棲生物飼育水等、アンモニアを含有する排水の処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の排水処理設備、し尿処理設備、または発電所等の石油燃焼排ガス処理プロセスから発生するアンモニアを含有する排水の処理施設には、生物を利用した硝化脱窒方法が広く適用されている。
【０００３】
図３に、このような生物硝化脱窒装置の一例の模式図を示す。図３に示すように、当該生物硝化脱窒装置は排水受槽５を有し、ここに、処理すべき排水を一時的に溜めることができる。さらに、生物硝化脱窒装置は、排水受槽に連結された硝化槽６を有する。生物硝化脱窒装置は、排水受槽と硝化槽との間に原水ポンプ７を有し、原水ポンプを介して、処理すべき排水を、排水受槽から硝化槽へ供給することができる。以下に述べるように、硝化槽内では、硝化菌の働きにより、排水中のアンモニアを硝酸にまで酸化することができる。また、生物硝化脱窒装置は、硝化槽に連結された脱窒槽８を有し、ここに、硝化槽で処理された排水が供給される。以下に述べるように、脱窒槽内では、脱窒菌の働きにより、硝化菌の働きによって生成した硝酸を窒素ガスに還元し、排水中から除去することができる。また、生物硝化脱窒装置は、脱窒槽に連結された再曝気槽９を有し、ここに、脱窒槽で処理された排水が供給される。再曝気槽では好気性従属栄養微生物の働きにより、脱窒槽に供給した水素供与体のうち、過剰分として再曝気槽に流出してきたものを炭酸ガスに酸化分解できる。また、生物硝化脱窒装置は、再曝気槽に連結された沈殿槽１０を有し、ここに、再曝気槽で処理された排水が供給される。沈殿槽により、排水中の懸濁物等を除去することができる。懸濁物等を除去された排水（処理水）は、目的に応じて、廃棄、またはさらなる処理をすることができる。また、生物硝化脱窒装置は、硝化槽に連結されたアルカリタンク１１を有し、これにより、硝化槽にアルカリを供給することができる。また、生物硝化脱窒装置は、硝化槽に連結されたリン酸タンク１２を有し、これにより、硝化槽にリン酸を供給することができる。また、生物硝化脱窒装置は、脱窒槽に連結された水素供与体タンク１４を有し、これにより、以下に述べるように、脱窒槽に水素供与体を供給することができる。また、生物硝化脱窒装置は、沈殿槽と硝化槽との間に汚泥返送ポンプ１４を有し、これにより、沈殿槽で除去された懸濁物等を含む汚泥を、沈殿槽から硝化槽へ返送することができる。また、生物硝化脱窒装置は、硝化槽および脱窒槽に連結されたブロワ１５を有し、これにより、硝化槽および脱窒槽の各々に、溶存酸素を供給することができる。
【０００４】
排水中のアンモニアは、硝化槽６の中の硝化菌の働きにより、式（１）および式（２）の反応で硝酸にまで酸化される。式（１）を担う微生物は亜硝酸菌（またはアンモニア酸化菌）と、式（２）を担う微生物は硝酸菌（または亜硝酸酸化菌）と呼ばれており、共に独立栄養性の微生物である。
NH4+ + 1.5 O2 → NO2- + H2O + 2H+   ・・・式(1)
NO2- + 0.5 O2 → NO3-   ・・・式(2)
【０００５】
硝化菌の働きによって生成した硝酸は、脱窒槽８において、脱窒菌の働きにより式（３）の反応で窒素ガスに還元され、排水中から除去される。
NO3- + 10H+ → N2 + 4 H2O + 2OH-   ・・・式(3)
【０００６】
ここで、式（３）の水素は、水素供与体タンク１３から排水中に添加された有機化合物の分解反応から供与される。これらの有機化合物は水素供与体と呼ばれ、工業的には安価で取扱いの容易なメタノールが用いられることが多い。その後、排水は再曝気槽９から沈殿槽１０を経て、処理水として後の工程に送られる。
【０００７】
しかしながら、従来の硝化脱窒技術においては、硝化菌が極めて低濃度の重金属により阻害を受けることが知られている。このため、硝化菌を利用した硝化脱窒装置では、硝化槽に流入する排水中の重金属濃度を低減させるため、重金属を含まない工水等による稀釈や重金属除去のための前処理を必要としている。
【０００８】
重金属による硝化菌の阻害について、非特許文献１には、銅および亜鉛に対するＩＣ50（硝化反応を５０％阻害する濃度）がそれぞれ、０．１ｍｇ／Ｌおよび０．５ｍｇ／Ｌであることが記載されている。また、非特許文献２には、硝化菌に対する銅、鉛および亜鉛の阻害濃度がそれぞれ、０．００５〜０．５ｍｇ／Ｌ，０．５ｍｇ／Ｌおよび０．０８〜０．５ｍｇ／Ｌであることが記載されている。
【０００９】
また、水族館飼育水、養殖場飼育水、活魚蓄養装置飼育水および実験施設における水棲生物飼育水等では、水棲生物の排泄物や残餌等に由来するアンモニアが生物に対して毒性を有し、水槽中に数ｍｇ／Ｌ蓄積すると魚を死滅させてしまう場合がある。このため、多くの場合、硝化菌を保持した飼育水浄化装置により、飼育水中のアンモニアを除去している。
【００１０】
図４に、このような水棲生物飼育水浄化装置の一例の模式図を示す。図４に示すように、当該飼育水浄化装置は、飼育水槽１６を有する。また、飼育水浄化装置は、飼育水槽に連結されたフィルタ濾過槽１７を有する。飼育水浄化装置は、飼育水槽とフィルタ濾過槽との間に循環ポンプ１８を有し、これにより、処理すべき飼育水を、飼育水槽からフィルタ濾過槽へ供給することができる。このように飼育水槽１６内の水を循環ポンプ１８によりフィルタ濾過槽１７に導入し、これを通過させて糞等の荒いゴミを除去する。また、飼育水浄化装置は、フィルタ濾過槽に連結された曝気槽１９を有し、ここに、フィルタ濾過槽で処理された飼育水が供給される。飼育水浄化装置は、曝気槽に連結されたブロワ２０を有し、これにより、曝気槽に、溶存酸素を供給することができる。フィルタ濾過槽で処理された飼育水を曝気槽１９に導入し、ブロワ２０により溶存酸素を供給しながら、細かいゴミを気泡に付着させ、曝気槽上部から泡と一緒に取り除く。これにより、懸濁物をほとんど除去することができる。さらに、飼育水浄化装置は、曝気槽および硝化槽に連結された冷凍機２１を有し、曝気槽で処理された飼育水の一部を冷凍機２１に通し、熱交換を行わせて温度調整することができる。さらに、飼育水浄化装置は、曝気槽および飼育水槽に連結された硝化槽２２を有し、ここに、曝気槽で処理され、必要に応じて温度調整された飼育水が供給される。このように、アンモニアを除去するために飼育水は硝化槽２２へ送られる。該硝化槽には、微生物を付着保持できるように各種担体が充填されており、ここで、硝化菌の働きによって、式（１）および式（２）の反応により飼育水中の有害なアンモニアを比較的無害な硝酸へと変換し、処理の終わった飼育水を再び飼育水槽に戻し、以下同様に循環使用する。
【００１１】
ところで、水棲生物の飼育においては時に各種の病気が発生し、飼育生物を死に至らしめることがある。魚類の飼育において魚病の発生は、養殖の場合は歩留まり低下によるコストの増加を招き、また、水族館の場合は絶滅危惧種等の貴重な飼育生物を失うことになり、共に大きな問題となる。魚病の中でも特に発生頻度、死亡率が高いものとして、白点病が挙げられる。白点病は、Cryptocarion irritans, Ichthyphthirius multifilis等の原生生物が魚に寄生することによって発病する病気で、感染力が強く、一度発病すると水槽内の多くの魚が感染、死亡し、甚大な被害が発生する。
【００１２】
白点病の治療薬として最も効果的なものとして、銅イオンが挙げられる。実際の治療において銅イオンは、硫酸銅、有機銅等の形態で添加される。銅イオンは白点病の原因となる原生動物を効果的に殺滅するが、魚毒性も有するため、一般に使用濃度は、治療効果と魚への影響を考慮して、１ｍｇ／Ｌ以下とされている。しかしながら、銅イオンは水槽内のアンモニアの除去に重要な役割を持つ硝化菌に対しても阻害作用があり、前記した様に硝化菌に対する阻害濃度が１ｍｇ／Ｌ以下であるとする報告もある。このため、実際の銅イオンの使用においては、硝化菌への影響を低減させるために使用濃度を更に制限し、その上限を０．５〜０．８ｍｇ／Ｌ程度として、治療効果を犠牲にすることが多い。
【００１３】
【非特許文献１】Environ.Eng.Sci.,20,(2003),p.86
【非特許文献２】Water Pollution Control Federation MOP8,(1977),Table14-III
【非特許文献３】井出哲夫，「水処理工学−理論と応用−」，第２版，技報堂出版株式会社，1990年4月20日，p.296-309
【非特許文献４】Bull.Jpn.Soc.Microbiol.Ecol.,4,(1989),p.101
【非特許文献５】Bergey's Manual of Systematic Bacteriology,Williams & Wilkins
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、従来技術に存する前記課題を解決するためになされたものであり、銅、鉛および亜鉛等の重金属に耐性を有し、重金属存在下でも活性低下の少ない硝化菌を提供することを目的とする。また、本発明の他の側面にあっては、このような重金属耐性を有する硝化菌を利用したアンモニア含有排水の処理方法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】
【００１５】
本発明の一の側面によると、微生物ニトロバクター属(Nitrobacter sp.)ＩＭ−２０３株（ＦＥＲＭ  Ｐ−１２５５６）（以下、単にＩＭ−２０３株と記す。）が提供される。
【００１６】
また、本発明の他の側面によると、ＩＭ−２０３株をアンモニア含有排水の硝化処理に利用することを特徴とするアンモニア含有排水を硝化処理する方法が提供される。
【００１７】
また、本発明の他の側面によると、アンモニア含有排水を硝化処理するための装置であって、
アンモニア酸化菌およびＩＭ−２０３株を収容した硝化槽であって、該アンモニア含有排水を収容することができ、硝化処理されたアンモニア含有排水を排出するための排出口を有する硝化槽と、
該硝化槽に該アンモニア含有排水を供給する手段と
を有する装置が提供される。
【発明の効果】
【００１８】
以下に詳細に説明するように、本発明にかかるＩＭ−２０３株は、硝酸菌（すなわち、亜硝酸酸化菌）の一種であり、銅、鉛および亜鉛に対する耐性を有する菌株である。このため、本発明にかかるＩＭ−２０３株は、し尿、下水、産業排水、石炭または石油燃焼排ガス処理プロセスの排水、水族館飼育水、養殖場飼育水、活魚蓄養装置飼育水、および実験施設における水棲生物飼育水等、アンモニアを含有する排水の生物処理に、特に、銅、鉛および亜鉛等の重金属が存在する排水の処理に利用すると多大な効果を発揮することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に、本発明の実施の形態を、添付図面を参照しながら説明する。もっとも、本発明は、以下に説明する実施の形態に限定されるものではない。なお、他に明記しない限り、本明細書で使用されるすべての技術的および科学的用語は、本発明が属する技術分野における当業者によって一般的に理解されている意味と同じ意味を有する。
【００２０】
本発明者らは、上記課題を解決すべく種々検討した結果、従来知られている硝化菌よりも非常に高い重金属耐性を有する、新規な硝化菌を単離することに成功し、本発明を完成させた。さらに、当該硝化菌についての研究を重ね、ニトロバクター属(Nitrobacter sp.)ＩＭ−２０３株と命名し、通商産業省工業技術院生命工学工業研究所に受託番号ＦＥＲＭ  Ｐ−１２５５６として、平成３年１０月４日付けで寄託した。なお、当該硝化菌の分類学的性質については後述する。
【００２１】
本発明にかかるＩＭ−２０３株は、アンモニア含有排水の硝化処理に適用することができる。すなわち、本発明の他の側面によると、ＩＭ−２０３株をアンモニア含有排水の硝化処理に利用することを特徴とするアンモニア含有排水を硝化処理する方法が提供される。より具体的には、当該方法は、アンモニア含有排水を供するステップと、アンモニア酸化菌およびＩＭ−２０３株をアンモニア含有排水と接触させるステップとを含む。上記したように、アンモニア酸化菌と、亜硝酸酸化菌であるＩＭ−２０３株とにより、アンモニア含有排水中のアンモニアを、硝酸にまで酸化することができる。
【００２２】
なお、当業者には明らかなように、公知の任意のアンモニア酸化菌が、本発明にかかる硝化処理方法に用いることができる。アンモニア酸化菌の例としてNitrosomonas属，Nitrosospira属，Nitrosococcus属，Nitrosolobus属等が挙げられるが、公知の任意の硝化菌が使用でき、これらに限定されるものではない。
【００２３】
ここで、本発明で処理可能なアンモニア含有排水の例として、し尿、下水、産業排水、石炭または石油燃焼排ガス処理プロセスの排水、水族館飼育水、養殖場飼育水、活魚蓄養装置飼育水および実験施設における水棲生物飼育水等の排水が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００２４】
なお、アンモニア含有排水におけるアンモニアの濃度は、好ましくは1mg-N/L以上であり、さらに好ましくは10mg-N/L以上であり、また、好ましくは1,000mg-N/L以下であり、さらに好ましくは200mg-N/L以下である。これは、アンモニア濃度が低すぎると硝化菌の増殖量が流出量を下回り菌濃度が維持できなくなるおそれがあるためであり、また、アンモニア濃度が高すぎると硝化反応が阻害されるおそれがあるためである。
【００２５】
ここで、本発明にかかる硝化処理方法は、アンモニア含有排水が重金属を含む場合に好適である。特に、本発明にかかる硝化処理方法は、重金属が、銅、鉛および亜鉛からなる群から選ばれる１種類以上である場合に好適である。以下に詳細に説明するように、ＩＭ−２０３株は、重金属耐性を有する、すなわち、銅、鉛および亜鉛の存在下であっても、有効に硝化作用を発揮することができるためである。
【００２６】
ここで、アンモニア含有排水における重金属の濃度は、好ましくは１００ｍｇ／Ｌ以下であり、さらに好ましくは５０ｍｇ／Ｌ以下である。特に、アンモニア含有排水が銅を含む場合、アンモニア含有排水における銅の濃度は、好ましくは１００ｍｇ／Ｌ以下であり、さらに好ましくは５０ｍｇ／Ｌ以下である。また、アンモニア含有排水が鉛を含む場合、アンモニア含有排水における鉛の濃度は、好ましくは１００ｍｇ／Ｌ以下であり、さらに好ましくは１５ｍｇ／Ｌ以下である。また、アンモニア含有排水が亜鉛を含む場合、アンモニア含有排水における亜鉛の濃度は、好ましくは１００ｍｇ／Ｌ以下であり、さらに好ましくは２０ｍｇ／Ｌ以下である。
【００２７】
また、本発明にかかるアンモニア含有排水を硝化処理する方法は、アンモニア酸化菌およびＩＭ−２０３株をアンモニア含有排水と接触させるステップにおいて、アンモニア含有排水のｐＨを調整するステップを含むことが好ましい。具体的には、アンモニア含有排水のｐＨは、好ましくは６以上であり、さらに好ましくは７以上であり、また、好ましくは９以下であり、さらに好ましくは８．５以下である。この範囲において、ＩＭ−２０３株が良好な硝化作用を発揮することができるためである。なお、アンモニア含有排水のｐＨは、例えば、苛性ソーダなどのアルカリ剤をアンモニア含有排水に添加することで調整することができる。
【００２８】
また、本発明にかかるアンモニア含有排水を硝化処理する方法は、アンモニア酸化菌およびＩＭ−２０３株をアンモニア含有排水と接触させるステップにおいて、アンモニア含有排水のリン酸の濃度を調整するステップを含むことが好ましい。具体的には、アンモニア含有排水におけるリン酸の濃度は、好ましくはＮ：Ｐ＝５：１（重量比）である。この場合において、ＩＭ−２０３株を良好に生育させることができるためである。なお、アンモニア含有排水のリン酸の濃度は、例えば、燐酸，燐酸塩等をアンモニア含有排水に添加することで調整することができる。
【００２９】
なお、アンモニア含有排水の硝化処理方法にあっては、一般的に、アンモニア酸化菌と亜硝酸酸化菌（ＩＭ−２０３株はこれに属する。）を、硝化槽内に共存させた状態で処理が行われる。すなわち、一般的に、アンモニア酸化菌がアンモニア含有排水と接触させられるのと同時に、ＩＭ−２０３株がアンモニア含有排水と接触させられる。なお、硝化処理は、好気的条件で行うことが好ましい。アンモニア酸化菌およびＩＭ−２０３株が好気性であるためである。
【００３０】
また、本発明にかかるアンモニア含有排水の硝化処理方法は、脱窒処理と組み合わせることで、硝化脱窒処理に適用することができる。すなわち、本発明の他の側面によると、アンモニア含有排水を硝化脱窒処理する方法が提供される。具体的には、本発明にかかる硝化脱窒処理方法は、脱窒菌をアンモニア含有排水と接触させるステップをさらに含む。なお、当業者には明らかなように、脱窒菌を接触させるステップは、アンモニア酸化菌およびＩＭ−２０３株を接触させるステップの後に行うことができ、また、そのステップの前または間に行うこともできる（非特許文献３参照）。また、公知の任意の脱窒菌が、本発明にかかる硝化脱窒処理方法に用いることができる。また、本発明にかかる硝化脱窒処理方法は、脱窒菌をアンモニア含有排水と接触させるステップにおいて、水素供与体をアンモニア含有排水に添加するステップをさらに含む。なお、排水に水素供与体に代わる有機物が含まれる場合は、添加する水素供与体の量を減らすことや、水素供与体の添加を省略することが可能である。
【００３１】
なお、本発明にかかるアンモニア含有排水の硝化処理方法は、ＩＭ−２０３株を利用することで、一般的に使用されている全ての硝化処理装置で実施することができる。すなわち、本発明の他の側面によると、アンモニア含有排水を硝化処理するための装置が提供される。当該装置は、アンモニア酸化菌およびＩＭ−２０３株を収容した硝化槽と、硝化槽にアンモニア含有排水を供給する手段とを有する。当該硝化槽は、アンモニア含有排水を収容することができ、また、硝化処理されたアンモニア含有排水を排出するための排出口を有する。なお、硝化槽において、ＩＭ−２０３株は、担体に保持されていても良いし、浮遊状態でも良い。すなわち、担体を有する硝化槽、または有しない硝化槽のどちらを用いても良い。図３に示した装置は、ＩＭ−２０３株を浮遊状態で利用するものである。（このため、当該装置は、沈殿槽を有する。）一方で、図４に示した装置は、ＩＭ−２０３株を担体に保持して利用するものである。また、本発明にかかる硝化処理装置は、硝化槽に酸素を供給することができる空気供給装置（ブロワ）をさらに有する。また、硝化処理装置は、硝化槽に連結されたアルカリタンクを有することが好ましい。また、硝化処理装置は、硝化槽に連結されたリン酸タンクを有することが好ましい。
【００３２】
なお、本発明にかかる硝化処理装置は、脱窒槽と組み合わせることで、硝化脱窒処理に適用することができる。すなわち、本発明の他の側面によると、アンモニア含有排水を硝化脱窒処理するための装置が提供される。具体的には、本発明にかかる硝化脱窒処理装置は、硝化槽に連結され、脱窒菌を収容した脱窒槽をさらに有し、ここに、硝化槽で硝化処理されたアンモニア含有排水が供給される。また、硝化脱窒処理装置は、硝化槽に連結された水素供与体タンクを有する。なお、上記したように、排水中に水素供与体に代わる有機物がある場合は、水素供与体タンクを省略できる場合がる。
【００３３】
具体的には、図３に示した排水処理装置や、図４に示した水棲生物飼育装置等を用い、その硝化槽にＩＭ−２０３株を投入することで、本発明を実施することができるが、本発明にかかる硝化処理装置は、これらに限られるものではない。
【００３４】
なお、菌体は、任意の方法で硝化処理装置に投入することができる。具体的には、培養液のような浮遊懸濁状態、セラミックやプラスチック等の担体に付着させた状態、または、ゲル化剤等に包含された状態等で、菌体を硝化処理装置に投入することができる。
【実施例】
【００３５】
以下に、本発明の実施例を、添付図面を参照しながら説明する。もっとも、本発明は、以下に説明する実施例に限定されるものではない。
【００３６】
〔実施例１：重金属耐性硝酸菌の単離〕
各地から採取した、硝化汚泥、活性汚泥等のサンプルの１０〜２０ｍＬを、硝酸菌用培地２００ｍＬを分注した５００ｍＬ容三角フラスコに接種し、２８℃で振盪培養を行った。表１に、使用した培地の組成を示す。
【００３７】
【表１】
2006211908.tif 000003
【００３８】
数日に一度、培養液中の亜硝酸イオン濃度をナフチルエチレンジアミン吸光光度法（ＪＩＳ  Ｋ０１０２）により測定し、亜硝酸イオンが消失したものについて、培養液２０ｍＬを新鮮培地１８０ｍＬに植継ぎ、合計で６ヶ月〜１２ヶ月集積培養を行った。
【００３９】
滅菌水を用いて集積培養液を適当な濃度に稀釈し、平板培地に塗沫、培養した。平板培地は、表１の培地に非特許文献４に記載されているゲランガムを１０ｇ／Ｌ添加して作成し、培養は２８℃で３〜６週間行った。
【００４０】
平板培養後、出現したコロニーを釣菌して、表１の組成の液体培地５ｍＬに接種し、２８℃で３〜４週間培養した。数日に一度、培養液中の亜硝酸イオン濃度を測定した。この結果、釣菌した９８株中２２株に亜硝酸酸化活性が認められた。さらに、亜硝酸イオンの減少の認められた株について、上記操作を繰返して純化を進めた。
【００４１】
また、銅、鉛および亜鉛の一つ以上を含む硝酸菌培地で同様のスクリーニングを行うことにより、重金属存在下でも硝化活性の低下の少ないＩＭ−２０３株を単離した。具体的には、銅、鉛および亜鉛によるスクリーニングは以下のように行った。すなわち、上記したように純化した硝化菌について、重金属を２０〜５０ｍｇ／Ｌ含む表１の培地を用いて、培養および亜硝酸イオン濃度の測定の操作を行い、重金属存在下でも亜硝酸イオンを減少させる株を選定した。
【００４２】
ＩＭ−２０３株の基本的な細菌学的特徴（形態学的性質および生化学的性質）を、非特許文献５に基づき、一般に公知の方法により調べた。表２に、ＩＭ−２０３株の細菌学的特徴を示す。
【００４３】
【表２】
2006211908.tif 000004
【００４４】
更に、ＩＭ−２０３株の１６ｓＲＮＡの塩基配列を解析し、配列番号１に示す配列を得た。配列番号１の配列と既知の微生物の塩基配列（国立遺伝学研究所のデータベースＤＤＢＪ中のデータ）を比較した結果、本菌株がニトロバクター属(Nitrobacter)の微生物と高い相同性を有することが明らかとなった。表３に、ＩＭ−２０３株の１６ｓＲＮＡと、既知の微生物の１６ｓＲＮＡとの塩基配列の相同性を示す。
【００４５】
【表３】
2006211908.tif 000005
【００４６】
表２に示した細菌学的性質と表３に示した１６ｓＲＮＡの相同性の結果から、ＩＭ−２０３株をニトロバクター属に属する硝酸菌（亜硝酸酸化菌）と同定し、上記したように、通商産業省工業技術院生命工学工業研究所に、受託番号ＦＥＲＭ  Ｐ−１２５５６として、平成３年１０月４日付けで寄託した。
【００４７】
ＩＭ−２０３株は、一般に硝化菌が阻害を受けると報告されている濃度を大きく上回る、１０ｍｇ／Ｌ程度の高濃度の銅、鉛または亜鉛を含む培地で、それぞれ６２．６％，５１．９％および８０．５％の活性（重金属無添加の培地での活性を１００％とした時の亜硝酸酸化速度）を示す重金属耐性の硝酸菌であった。
【００４８】
以下、本発明に係る微生物を下記の実施例により更に詳しく説明する。
【００４９】
〔実施例２：ＩＭ−２０３株の重金属耐性試験１〕
１００ｍＬ容三角フラスコに入れた１０ｍＬの硝酸菌用培養液（表１参照）に各種重金属を１０ｍｇ／Ｌとなるように添加し、重金属を含まない培地で３日間前培養したＩＭ−２０３株を最終濃度がおよそ１０8ｃｅｌｌ／ｍＬとなるように接種した。２８℃で５日間培養した後、培養液中の亜硝酸イオン濃度を測定した。
【００５０】
表４に、ＩＭ−２０３株の重金属耐性試験の結果を示す。表４に示すように、ＩＭ−２０３株は１０ｍｇ／Ｌの銅、鉛または亜鉛が存在しても亜硝酸酸化活性を示すことが明らかとなった。この重金属濃度が、従来報告されている硝化菌の阻害濃度よりも高いことから、ＩＭ−２０３株の重金属耐性は極めて高いと思われる。
【００５１】
【表４】
2006211908.tif 000006
【００５２】
〔実施例３：ＩＭ−２０３株の重金属耐性試験２〕
１００ｍＬ容三角フラスコに入れた１０ｍＬの硝酸菌用培養液（表１参照）に銅、鉛または亜鉛を１０，２０，３０，４０，５０ｍｇ／Ｌとなるように添加し、重金属を含まない培地で３日間前培養したＩＭ−２０３株を最終濃度がおよそ１０8ｃｅｌｌ／ｍＬとなるように接種した。２８℃で培養し、経時的に培養液中の亜硝酸イオン濃度を測定した。亜硝酸イオン濃度の変化から、亜硝酸酸化速度（ｍｇ−Ｎ／Ｌ／日）を求め、重金属を含まない培地での亜硝酸酸化速度を１００％とした際の、重金属存在下での亜硝酸酸化速度の相対値から、各重金属に対するＩＣ50（亜硝酸酸化活性を５０％阻害する時の重金属濃度）を推算した。また、これらの値を、非特許文献１および２に記載の値と比較した。表５に、ＩＭ−２０３株のＩＣ50と文献値とを示す。この結果、表５に示すように、ＩＭ−２０３株は従来の報告に比べて、極めて高い重金属耐性を有することが明らかとなった。
【００５３】
【表５】
2006211908.tif 000007
【００５４】
〔実施例４：ＩＭ−２０３株を用いたリアクタ試験〕
さらに、ＩＭ−２０３株により、処理対象水中の亜硝酸の硝化試験を行った。図１に、本発明の一実施例にかかる硝化処理装置の模式図を示す。当該硝化処理装置（リアクタ）は、処理対象水５００ｍＬを含む水槽１と、重金属耐性硝酸菌ＩＭ−２０３株を付着させた５ｍＬφのセラミックビーズ５０ｍＬが充填してある硝化菌リアクタ２と、処理対象水を循環させる循環ポンプ３と、酸素を供給するためのブロワ４とにより構成されている。運転開始前の水槽１内の処理対象水は、２００ｍｇ−Ｎ／Ｌの亜硝酸イオンと０（対照試験）、１０，３０，５０ｍｇ／Ｌの銅イオンが含まれている。水槽１内の処理対象水は循環ポンプ３によって、硝化菌リアクタ２に送られ、亜硝酸の処理が行われた後、再び水槽１に返送される。
【００５５】
図２に、ＩＭ−２０３株による処理対象水中の亜硝酸の硝化試験における、各銅濃度と亜硝酸イオン濃度の変化との関係を示す。図２から明らかなように、ＩＭ−２０３株を利用した硝化菌リアクタは、高濃度の銅イオンの存在下でも、銅イオン無添加時の活性の５０％を超える硝化性能を有することが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】図１に、本発明の一実施例にかかる硝化処理装置の模式図を示す。
【図２】図２に、ＩＭ−２０３株による処理対象水中の亜硝酸の硝化試験における、各銅濃度と亜硝酸イオン濃度の変化との関係を示す。
【図３】図３に、生物硝化脱窒装置の一例の模式図を示す。
【図４】図４に、水棲生物飼育水浄化装置の一例の模式図を示す。
【符号の説明】
【００５７】
１：水槽
２：硝化菌リアクタ
３：循環ポンプ
４：ブロワ
５：排水受槽
６：硝化槽
７：原水ポンプ
８：脱窒槽
９：再曝気槽
１０：沈殿槽
１１：アルカリタンク
１２：リン酸タンク
１３：水素供与体タンク
１４：汚泥返送ポンプ
１５：ブロワ
１６：飼育水槽
１７：フィルタ濾過槽
１８：循環ポンプ
１９：曝気槽
２０：ブロワ
２１：冷凍機
２２：硝化槽
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【配列表】
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