(57)【要約】【課題】簡便な操作によって、微生物を利用する下水汚泥等の処理対象物の簡便、且つ、有効な分解方法等を提供する。【解決手段】Bacillus属に属する微生物、Ureibacillus属に属する微生物、及びBrevibacillus属に属する微生物を含む菌床に処理対象物を添加混合し、処理対象物中に含まれる有機物を該微生物により分解処理することから成る、処理対象物を処理する方法、及び、該菌床内の微生物による発酵に伴い発生する熱によって、該処理対象物の水分含量を減少させる方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
Bacillus属に属する微生物、Ureibacillus属に属する微生物、及びBrevibacillus属に属する微生物を含む菌床に処理対象物を添加混合し、処理対象物中に含まれる有機物を該微生物により分解することから成る、処理対象物を処理する方法。
【請求項２】
Bacillus属に属する微生物、Ureibacillus属に属する微生物、及びBrevibacillus属に属する微生物を含む菌床に処理対象物を添加混合した後、静置しておくことから成る、請求項１記載の方法。
【請求項３】
処理対象物が下水汚泥である、請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
Bacillus属に属する微生物、Ureibacillus属に属する微生物、及びBrevibacillus属に属する微生物を含む菌床を処理対象物に添加混合し、該菌床内の微生物による発酵に伴い発生する熱によって、該処理対象物の水分含量を減少させる方法。
【請求項５】
処理対象物がバイオマスである、請求項４記載の方法。
【請求項６】
バイオマスが微細藻の培養物である、請求項５記載の方法。
【請求項７】
Bacillus属に属する微生物がBacillus coagulans若しくはBacillus licheniformis、及び／又は、Ureibacillus属に属する微生物がUreibacillus suwonensis若しくはこれに近縁の種、及び／又は、Brevibacillus属に属する微生物がBrevibacillus thermoruberである、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
菌床が更に、Tepidimicrobium 属に属する微生物及び／又はPelotomaculum属に属する微生物を含む、請求項７記載の方法。
【請求項９】
処理中における菌床と添加された処理対象物との容積比が１０：１〜６０：１である、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
処理対象物を複数回に分けて１〜数日毎に菌床に添加混合する、請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
処理対象物の分解処理中における、菌床と処理対象物との混合物の含水率が５０〜７５重量％である、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
処理対象物の分解処理中における、菌床と処理対象物との混合物の温度が２５〜７５℃（表面から３０ｃｍの深さで測定）である、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
処理対象物の分解処理中における、菌床と処理対象物との混合物のｐＨが５．５〜９．０である、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微生物を利用した下水汚泥などの処理対象物の分解処理（消化消滅）方法等に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、多くの自治体等においては、終末処理場から排出される下水汚泥を焼却処理している。しかしながら、下水汚泥を含む有機性廃棄物の焼却処哩は地球温暖化効果ガスの排出等環境に対する負荷が大きく処理方法の見直しが求められている。
【０００３】
このような有機性廃棄物の焼却処哩に代わる方法として、近年、微生物を利用する処理技術が研究開発されている。この方法によれば、既存の化石燃料による焼却処分よりも地球温暖化効果ガスの排出を抑制することができるため、「地球環境に対する負荷が最も少ない有機性廃棄物処理技術」として注目されている。
【０００４】
又、近年、バイオテクノロジーの急速な進歩に伴い、微細藻を有効利用する様々な試みがなされており、実用化された技術も多く見られる。例えば、実現性の高いバイオテクノロジー領域の1つは、微細藻類が産生する機能性物質の利用を目指す、医薬品、生理活性物質、及び機能性食材の医療・健康に関する領域である。2つ目の領域は、主として微細藻類そのものを利用するものであり、草食性家畜や二枚貝のための飼料や環境浄化を目的とした農・水・環境バイオ技術に関わる領域である。更に、微細藻類を工業生産の手段として利用しようとする、バイオマス資源、バイオ燃料をはじめとする工業バイオ技術の領域を挙げることが出来る。
【０００５】
特に、微細藻エネルギー産業は、光合成による二酸化炭素消費量が微細藻は他の植物よりもはるかに大きいこと、微細藻は海水・汚水で育成可能であること、食料生育困難な場所で培養可能であり限界的土地利用を促進すること、エネルギー抽出後の微細藻活用による食料生産増大が可能であること、流通網整備に大規模投資が必要なく迅速な普及が可能であること、及び、食料産業を中心に幅広い雇用創出力が期待できること、等の点から、非常に注目されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−４４６０４号公報
【特許文献２】特開２００８−３６５９３号公報
【特許文献３】特開２００８−１２６１６９号公報
【特許文献４】特開２００９−１２５６３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１には、有機物質及び固形性成分を含む被処理水を最初沈殿池にて固形性成分を沈殿分離するとともに、活性汚泥処理装置で生物処理した後、沈殿池で固液分離を行なう活性汚泥処理方法において、前記活性汚泥処理装置に流入させる被処理水中の生物化学的酸素要求量のうち、該被処理水中の固形性成分に由来する生物化学的酸素要求量が、前記被処理水中の全生物化学的酸素要求量に対して６０％以上となる状態で、被処理水を前記活性汚泥処理装置２へ流入させることを特徴とする活性汚泥処理方法が記載されている。
【０００８】
特許文献２には、配合菌数の割合が好気性菌群５５％と嫌気性菌群４５％とよりなる有効微生物群をオカラに混合し、４０℃〜２００℃の温度にて２４時間〜７２時間一次発酵させ、更に、これに配合菌数の割合が好気性菌群５５％と嫌気性菌群４５％とよりなる有効微生物群を混合し、４０℃〜２００℃の温度にて２４時間〜４８時間二次発酵させることにより下水汚泥処理用の発酵資材を製造し、処理すべき下水汚泥１０００重量部を発酵槽内に投入し、これに水分調整材を加えて含水率を４５〜５５％となし、前記発酵資材１〜２重量部を加えて混合し、続いて、発酵槽内の温度を６０℃〜２００℃に加温し、発酵槽内に空気を注入し、発酵槽内を連続的に攪拌することにより下水汚泥を発酵処理することを特徴とする下水汚泥の処理方法が記載されている。
【０００９】
特許文献３には、排水を、管渠と中継ポンプ場とを介して下水処理場に送って生物処理する下水処理方法であって、前記管渠内に前記排水中の有機物を分解する機能を有する微生物を含む微生物製剤を前記中継ポンプ場から投入し、前記中継ポンプ場から前記下水処理場までの前記管渠内において、前記微生物製剤から生じた微生物により、前記有機物の少なくとも一部を分解することを特徴とする下水処理方法が記載されている。前記微生物の例として、グラム陰性菌、又は、グラム陽性菌とグラム陰性菌とを含んだ固体微生物製剤が記載され、好適例として、バチルス属特に、バチルス・トヨイ菌が挙げられている。
【００１０】
特許文献４には、下水処理、し尿処理、食品加工工程によって生じる残渣処理などを、微生物による生物処理を行い、生物処理の後に汚泥の脱水・乾燥処理を行う汚泥処理方法であって、脱水・乾燥処理を行う前に、微生物を死滅させる微生物死滅処理を行うことを特徴とする汚泥処理方法が記載されている。
【００１１】
本発明者は、特定の微生物の組み合わせからなる菌床を終末処理場から排出される下水汚泥、更には、食品工場等の産業現場から排出される残渣及び一般家庭から排出される生ごみ等に添加混合することによって、簡便で、且つ、極めて高い分解率でこれらを分解消滅処理することが可能であることを見出し、本発明に至った。
【００１２】
更に、上記菌床内の微生物による発酵に伴い発生する熱によって、この菌床を添加混合した対象物（組成物）の水分含量が有意に減少させることが可能であることを見出し本発明を完成した。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、Bacillus属に属する微生物、Ureibacillus属に属する微生物、及びBrevibacillus属に属する微生物を含む菌床に下水汚泥等の処理対象物を添加混合し、該処理対象物中に含まれる有機物を該微生物により分解することから成る、下水汚泥等の処理方法に係るものである。
【００１４】
更に、本発明は、上記菌床を処理対象物（組成物）添加混合し、該菌床内の微生物による発酵に伴い発生する熱によって、該対象物の水分含量を減少させる方法にも係るものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明方法によれば、極めて簡便な操作によって、下水汚泥などの処理対象物中に含まれる有機物のほぼ１００％が分解処理されることが実証された。更に、処理対象物中の水分含有率を有意に減少することが出来、処理後の水の蒸発処理に必要とされる化石燃料を削減することにも効果がある。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明方法によって処理することができる処理対象物の代表例として、下水汚泥並びに食品工場等の産業現場から排出される残渣及び一般家庭から排出される生ごみ等の微生物のより分解可能な有機物を含有する各種の廃棄物・排出物を上げることが出来る。
【００１７】
下水汚泥は、例えば、下水の終末末処理場等から排出されるものであり、通常、８０〜９０重量％程度の水分の他に各種の分解可能な有機物を含んでおり、ｐＨは７〜９程度の範囲である。
【００１８】
又、本発明方法における菌床内の微生物による発酵に伴い発生する熱によって、処理対象物の水分含量を顕著に減少させることが出来る。従って、この方法における処理対象物としては、例えば、天然資源（天然物）、バイオマス及び微細藻の各種生物の培養物等の水分含量が多い（例えば、５０重量％以上、５０重量％〜９８重量％）ものを挙げることが出来る。
【００１９】
微細藻類（マイクロアルジェ：microalgae）は単細胞生物であり、別名、植物プランクトンとも呼ばれる。葉緑素（クロロフィル；Chlorophyll）を持ち、光合成によって大気中の二酸化炭素（CO2）を固定化し酸素（O2）を産生する。現在、海洋のみならず淡水系（湖、池、川）にも繁殖し、その種類は10万種類におよぶ。代表的な種として、例えば、クロレラ、スピルリナ、デュナリエラ及びユーグレナ等を挙げることが出来る。
【００２０】
微細藻は食品との競合が無く、経済的に実施可能なバイオマスとして、近年、急速に注目されている。微細藻類の増殖・生長のためには、基本的に二酸化炭素、ミネラルおよび光を要求し、デンプンを必要としない。これらの微細藻類を培養することにより、バイオ燃料を調達する方法が考えられている。微細藻類から得られるバイオ燃料は化学構造上ディーゼル油に類似しているので、製油施設や貯蔵施設などのインフラは既存のディーゼルのものが流用できると考えられる。このような微細藻類から作られるバイオ燃料は、植物油やセルロース原料から作られるバイオ燃料と区別するために、最近ではphotosynthetic biofuels（光合成バイオ燃料）あるいはalgal biofuels（藻類由来バイオ燃料）とも呼ばれている。
【００２１】
或いは、培養した微細藻類自体を燃料資材として火力発電等に活用する技術も開発が進められている。元々、数億年前の海洋に繁栄した微細藻類が産生した油脂成分が海底に蓄積されたものを石油として利用しているわけである。
【００２２】
微細藻等は水溶系で培養されるために、これらの培養物に水分含量は非常に高い。従って、これら培養物を上記のバイオ燃料又は燃料資源として利用する場合には、それらの製造工程において、例えば、微細藻等が産生する炭化水素などの有効成分の抽出工程等の前に、培養物の水分含量を減少させることが必要となる。本発明方法によれば、菌床内の微生物による発酵に伴い発生する熱によってこのような製造工程において培養物の水分含量を減少させることが可能となる。この場合に、微生物は菌床に含まれている各種成分を栄養源として利用して発酵することができるので、処理対象物自体は微生物によって栄養源として利用される必要はない。従って、本発明方法において添加する菌床の量を適宜調整することによって、微細藻等に含まれている有効成分の分解・消失を実質的に抑えることが可能である。その結果、本発明方法によって、微細藻等のバイオ燃料又は燃料資源としての有用性が損なわれることはない。
【００２３】
本発明に係る方法において使用する菌床には、以下の実施例に示すような、細菌分離で得られたコロニー検体の簡易形態観察及び16S rDNAの部分塩基配列解析、並びに、検体に含まれる微生物群集を対象としたPCR-DGGE(PCR Denaturing Gradinet Gel Electrophoresis)及びRT-PCR-DGGEによって、Bacillus coagulans及びBacillus licheniformis等の Bacillus属に属する微生物、Ureibacillus suwonensis若しくはこれに近縁の種等の Ureibacillus属に属する微生物、及び、Brevibacillus thermoruber 等のBrevibacillus属に属する微生物が含まれていることを特徴とする。これらのいずれも常在菌で、バイオセーフティレベル(a)はレベル１で、 「ヒトに疾病を起こし、或いは動物に獣医学的に重要な疾患を起こす可能性のないもの(日和見感染を含む)一日本細菌学会バイオセーフティ指針-」と判定された。
【００２４】
菌床は更に、Tepidimicrobium 属に属する微生物及び／又はPelotomaculum属に属する微生物を含むこともある。
【００２５】
尚、菌床は、例えば、本発明方法を実施する場所周辺で採取した土壌に、菜種油搾り滓、木炭、米ぬか、バーク、バカス、糖廃密、及び、干草等の適当な資材、更に、必要に応じて、戻し菌床(本発明方法で以前に使用した菌床の一部)に水分調整用水として、例えば、上水道水、湧水又は海水等の天然水を適宜加えて調製することが出来る。更に、菌床の分解処理能力が低下したような場合には、上記の資材を適宜、添加してその能力を回復されることができる。
【００２６】
尚、本発明方法で使用する菌床には、その作製に使用した土壌等に由来する、その他の微生物が含まれていても良い。又、菌床に含まれる上記の各種微生物の含有割合はその作製に使用した土壌の種類等の各種条件によって変動し、特に制限はない。
【００２７】
処理中における菌床と添加された処理対象物との容積比は、方法の目的、処理対象物の種類・水分含量等に応じて、当業者が適切な範囲を選択し、維持することが出来る。例えば、好適範囲として、処理中における菌床と添加された処理対象物との容積比が１０：１〜６０：１、特に、４５：１〜５５：１を挙げることが出来る。
【００２８】
本発明方法の目的、処理対象物の種類・水分含量等に応じて、菌床と添加された処理対象物との容積比が上記の範囲となるように、通常、下水汚泥を複数回に分けて、適当な間隔、例えば、１日〜数日毎に菌床に添加し、ショベルローダー等の適当な手段を用いて菌床と良く混和（混合）して、その間は静置しておくことが出来る。或いは、当業者に公知の任意の攪拌装置を利用して、本発明方法の実施期間中、菌床と処理対象物とを常時、攪拌・混合することも可能である。
【００２９】
処理対象物及び菌床の種類、並びに外部環境等にもよるが、通常、本発明方法における菌床と処理対象物との混合物の含水率は５０重量％以上、例えば、５０重量％〜７５重量％程度、菌床と処理対象物との混合物の温度（品温）は２５〜７５℃（表面から３０ｃｍの深さで測定）、ｐＨは５．５〜９．０である。
【００３０】
尚、本発明方法において、微生物による発酵作用によって排出される発酵臭や嫌気状態で発生するアンモニア等に対する防臭対策は特に必要としないが、消臭が必要な場合は適当な消臭剤（例えば、プロバイオテイクス・ウオーター(PBW)：（株）カナガワファニチュア製：乳酸菌、バチルス菌及び酵母菌を含む）プロを菌床や床面に散布すると消臭できる。
【実施例】
【００３１】
以下の実施例を参照しつつ、本発明を詳述する。尚、実施例は本発明の一態様であり、本発明の技術的範囲は実施例に記載に限定されるものでない。
【００３２】
実証試験
１．実験方法
有橡性廃棄物分解菌群を橡息させた菌床（株）17.04 m3 (ll,155.2kg)を用意し、それを8.52 m3 (5, 577.6kg)に二分割し、その菌床に奄美市の下水汚泥0.15 m3/日を１日おきに投入し、ショベルローダーにて菌床と良く混和した後、４８時間静置し、菌床の品温、含水率、ｐＨ(水素イオン濃度)を計測し、菌床の消化消滅処理状況を観測した。実験の前後で菌床の菌叢解析と菌床成分分析を行い、その相違も検証した。
【００３３】
２．実験場所
鹿児島県奄美市名瀬仲勝482番地8  奄美市営亀作団地鉄筋倉庫内(約150 m2)
【００３４】
３．試料（下水汚泥）提供者
鹿児島県奄美市名瀬長浜523  名瀬終末処理場
【００３５】
４．検査機関
菌床成分分析：財団法人千葉県環境財団  千葉県知事登録519号
千葉県千葉市中央区中央港1-11-1電話048-246-2078
証明書番号  BA21-14-1号  BA21-49-1号
菌叢解析：株式会社テクノスルガ・ラボ
静岡県静岡市清水区長崎330番  電話054-349-6211
【００３６】
５．実験期間と内容
期間:平成21年8月20日〜10月31日
8月20日〜25日：
土着菌採取(実験場近所の仲勝県有林内)
8月21日：
菌床覚醒  戻し菌床2m3、木炭0.25 m3、菜種油絞り滓0.25 m3、米ぬか0.05 m3、プロバイオテイクス・ウオーター(PBW)：（株）カナガワファニチュア製0.02 m3、糖廃蜜0.02 m3、水0. 02 m3、を使用して菌床を二組用意して覚醒作業を行った。
8月25日：
菌床大量培養  覚醒された菌床2.55 m3、戻し菌床3 m3 、菜種油絞り滓0.5 m3、木炭0.25 m3、バーク2 m3 (大和村産)、焼酎廃液0.02 m3 (奄美市産)、バカス(瀬戸内町産) ・干草(実験場周辺で刈取り)、PW 0.02 m3、海水0.02 m3 (名瀬港にて取水) 、水0.7 m3俺美市大熊)、及び、土着菌0.01 m3 (実験場近所で採取)を混合して、二組の菌床を大量培養した。
9月1日：
実験開始  菌床をA 及びBの二組に分け、菌床Aに下水汚泥0.15 m3投入した後、ローダーにて混和後、明後日の午前10時（48時間後）まで静置した。翌日2日は菌床Bに投入し、明々後日の午前10時まで静置した。以降、この操作を交互に繰り返した。
10月7日：
台風18号の影響で作業中断し、試験期間を1日延長した。
10月21日：
菌床Bに下水汚泥投入して終了した。累計でA及びB双方に3.75 m3（両方の合計7.5 m3）を投入したことになる。
10月22日：
28日まで菌床をクールダウンさせた。
10月28日：
菌床容積汁測、 15.735 m3 (9,445.8kg)  L.0.I. (Lost of Ignition:灼熱減量法)にて計量したところ水分48.1% (4,543.4kg)、粗灰分24.4% (2,333.2kg)及び有機物27.2% (2,569.2kg)となっていた。
10月31日：
実証試験終了
【００３７】
有機物分解率：
以下の表１に示すように、上記の分解処理によって、消化消滅処理のエネルギー源となる有機物は下水汚泥に含まれる有機物(937.5kg)だけでは不足し、菌床の有機物も1,067.4kgも利用して7,500kgの下水汚泥を処理したことがわかる。更に、微生物による下水汚泥の分解処理に伴い、下水汚泥に含まれていた水分含有率（83.1%）が処理最終の菌床の水分含有率（48.1%）まで減少した。
【００３８】
【表１】
2011240328.tif 000002
【００３９】
菌床量の測定方法
(a) 菌床・下水汚泥から四分法により試料を採取。
(b) 1lの計量カップで、l当たりの質量を計測しその平均を出す。
(c)  ショベルローダーのバケット(250l/杯)と、 10 lバケツ、 1 l計量カップにて、菌床の容積を計測。
(d) b x cにて総質量を計測した。
【００４０】
菌床・下水汚泥の組成計測方法
(a)  菌床・下水汚泥から四分法により試料から5g採取。
(b)  aを赤外線水分計にかけ水分率を出し、そのまま乾物量を計測。さらに乾物をL.0.I.にて処理し、残涯を粗灰分として計量。
(c)  乾物量から粗灰分を減じたものを有機物量として計量。
(d)  それぞれ計算された百分率を菌床量、下水汚泥量に乗じ水分含量、有機物量、及び粗灰分量を計算した。
【００４１】
L.0.I.の残渡を「灰分」とせずに取乱としたのは、その計測方法が簡易的方法にて処理したためである。本微生物処理技術で灰分を消化消滅処理することは不可能であり、灰分が増加した場合には、消滅処理が不可能になることは理論上予想されるが、平成10年9月から平成21年10月までの7次に渡る実験中菌床の分解能力に目立った衰退は未だ見られなかった。
【００４２】
下水汚泥処理前後における菌床成分分析：
以下の表２に菌床の下水汚混処理前後における菌床成分分析結果を示す。菌床A 及びBともに鉛・批素で土壌分析による環境基準値を超えている。燐に関しては菌床Aで2.2%減少、菌床Bで0.6%増加している。その他24項目については増加が見られるものの基準値以下、全く増減なし、又は検出されなかった。
【００４３】
【表２】
2011240328.tif 000003
【００４４】
環境基準値は土壌成分分析のものを流用した。試料の採取は実験前：平成21年6月5日、実験後：平成21年10月28月である。分析機関: (財)千葉県環境財団。
【００４５】
下水汚泥処理時における菌床温度、含水率及びｐＨ：
菌床と下水汚泥との容積混合比を実測で56.6 : 1(菌床8.52 m3 :下水汚泥0.15 m3)としたため菌床の下水汚泥(平均含水率83.1%)投入中の含水率は，菌床Aで平均46.4%、最高51.9%及び最低38.3%、菌床Bでは平均48.5%、最高56.7%及び最低42.4%とであった。
【００４６】
菌床の品温(表面から30cmの深さ地点)は、菌床Aで平均56.6℃、最高70℃及び最低28.3℃であり、菌床Bで平均55.1℃、最高70.3℃及び最低27.8℃だった。上記の実証試験では菌床と下水汚泥の容積混合比を56.6 : 1としたために、汚泥投入時の菌床切替し方法によって静置期間中の最高品温が投入して最初の計測時に検出され、以降、徐々に低下し静置終了時に最低品温になったケースが、菌床A 及び Bとも3回(Aでは、 408-454時間67-59.6℃、888-934時間48.9-48.7℃、1296-1342時間45.1-42.5℃の3回、 Bでは720-766時間43-42.6℃ 768-814時間46.9-40.7℃、 1,176-1,222時間58.3-44.9℃の3回)で、有機性廃棄物分解菌群の実証試験では初めて観測された。
【００４７】
菌床のｐＨ（水素イオン濃度）は、菌床A平均8.1、最高8.9及び最低6.7であり、菌床B平均7.6、最高8.2、最低5.9だった。これらの値は、好気性菌群が活発に活動するアルカリ領域の中に概ねおさまっていた。尚、菌床のpHに下水汚泥の累積投入量がどのような影響を与えるかを調査したところ、A 及びBともその影響はほとんど見られなかった。
【００４８】
下水汚泥の含水率は、平均83.1%、最高85.4%及び最低77.1%だった。ｐＨは平均8.1、最高8.8及び最低7.5だった。累積投入量と含水率の関係でもｐＨ同様ほとんど影響が見られなかった。下水汚泥には高分子系の凝集剤が添加されているためにストックヤードに静置していても瀝汁が浸出することはなかった。実験終了後の菌床に凝集剤の結晶と思われるガラス様の物質が散見された。
【００４９】
地球温暖化ガスの二酸化炭素換算収支：
（１）焼却した場合に排出されると推定される二酸化炭素換算量(削減量)
（下水汚泥焼却量）×（二酸化炭素排出量数値）＝二酸化炭素換算排出量kg-CO2
7,500kg x 0.84kg-CO2 ＝6,300 kg-CO2 
（２）二酸化炭素排出量(ショベルローダー燃料として軽油使用分)
1日1l、61日間使用で61lの軽油を使用。軽油の排出係数2.6
（軽油使用量）×（排出係数）＝  二酸化炭素換算排出量kg-CO2
61l X  2.6  = 158.6kg-CO2
（３）二酸化炭素換算排出削減量
（排出二酸化炭素換算排出量）−（二酸化炭素換算削減量）＝（二酸化炭素換算削減量）
158.6kg-CO2  − 6,300 kg-CO2  ＝−6,141.4 kg-CO2
【００５０】
この削減量は名瀬クリーンセンター年間排出量(25,589トン焼却)21,494.76トンC02
の0. 0286%に相当する。また、同様の計算から現在焼却している下水汚泥全量(1,191トン平成20年度実績を微生物処理した場合、その削減量は、（焼却された下水汚泥量）×（二酸化炭素排出数値）＝（二酸化炭素換算排出量トン-CO2）：1,191トン  ×  0.84トン-CO2  ＝ 1,000.44トン-CO2と推計できる。これは、クリーンセンターから排出する二酸化炭素換算排出量の(焼却処理量25,589トン、二酸化炭素排出量21,494.76トン-CO2)の4.65%と推計される。
【００５１】
このような消化消滅処理をした下水汚泥(7,500kg、有機物含有量937.5kg)は、その生成過程で大気中の二酸化炭素を吸収しているので、下水汚泥自体を焼却してもカーボンオフセットとして、その分は除外される。したがって焼却過程で排出される地球温暖化効果ガスは、下水汚泥に含まれる窒素に由来する一酸化二窒素(N20)と補助燃料である化石燃料の使用に伴う二酸化炭素換算量が計算される。
【００５２】
尚、菌床に含まれる無機成分に関して、菌床A及びBそれぞれ実験開始前と終了後の菌床成分を土壌の環境基準分析項目(26項目)の分析と、全リンの含有試験を実施した。その結果、菌床Aでは、カドミウム、砒素、総水銀、フッ素及びホウ素の含量に増加が見られ、一方、菌床Bでは、鉛、砒素、及びフッ素の含量に増加が見られた。リンは菌床Aで4.7%から2.5%とマイナス2.2%、菌床Bでは3.1%から3.7%と0.6%増加していた（財団法人千葉県環境財団調べ）。
【００５３】
使用した測定機器：
（１−１）品温・外気温：THERMODAC EF (江藤電気（株）にて自動計測。熱伝対センサー18本を用意し、１時間ごとに計測。
（１−２）外気温・試験場内気温：熱伝対センサー2本を地上150cmの位置になるよう設置。
（１−３）菌床品温：支柱に菌床表面から30, 60, 100 cmの位置に熱伝対センサー固定したものを18本用意し、菌床に挿入。この他に品温測定用として堆肥センサー(MC-K7108 Φ8ｘ900mm（株）佐藤計量製作所)を使用した。
（２）含水率・粗灰分：赤外線水分計FD-600(（株）ケット科学研究所、加熱乾燥・質量測定方式)
菌床は試料5gを110℃、20分で測定。粗灰分は試料5gを110℃、20分で含水率を測定した後、残った乾物の質量を測定し、それをL.0.I. (灼熱減量法)で残睦を粗灰分として計量。
（３）ｐＨ： TEST PAPERS UNIVERSAL pHl-14 KAAGAT LTDを使用。菌床:水＝1:5
（４）菌床・下水汚泥容積測定：菌床は、ショベルローダー(三菱製、 WS210)のバケット容積すりきり一杯250 l、プラスチック製バケツ一杯10 l、計量カップ1 lで計測。
【００５４】
菌床に含まれる微生物の同定
まず、以下の方法で各検体に含まれている微生物（芽胞菌）を分離した。
検体：
検体１：7861-03（最活性時の菌床Ｂから採取）
検体２：7861-04（菌床Ａから採取）
検体３：7861-05（菌床Ｂから採取）
【００５５】
１．前処理
・懸濁液の調整：検体1gを生理食塩水10 mlに懸濁
・加熱処理：懸濁液を80℃,15分間加熱。
【００５６】
２．分離
・培地：Nutrient agar (Oxford, Hampshire, England)＋寒天
・培養温度：55℃
・培養時間：１日
・分離方法：塗抹平板法、0.1 ml表面塗抹（土壌生物研究会  編；新編土壌微生物学実験、養賢堂、1992;微生物の分離法、R&Dプラニング、1986）
・塗抹枚数：１枚
・その他の条件：好気培養
【００５７】
３．簡易コロニー形態観察
（１）グラム染色：フェイバーＧ「ニッスイ」（日水製薬、東京）
（２）光学顕微鏡：BX50F4（オリンパス、東京）
（３）実体顕微鏡：SZH10 （オリンパス、東京）
【００５８】
４．16S rDNA-500
抽出からサイクルシークエンスまでの操作は以下の各プロトコールに基づき実施した。
・ＤＮＡ抽出：InstaGene Matrix (BIO RAD, CA, USA)
・ＰＣＲ：PrimerSTAR HS DNA Polymerase （タカラバイオ、滋賀）
・サイクルシークエンス：BigDye Terminator v 3.1 Cycle Sequencing Kit (Applied Biosystems, CA, USA)
・使用プライマー：ＰＣＲ（9F, 926R）、シークエンス（9F, 536R）
・シークエンス：ABI PRISM 3130 xl Genetic Analyzer System (Applied Biosystems, CA, USA)
・配列決定：ChromasPro 1.4 (Technelysium, Pty Ltd., Tewantin, AUS)
・相同性検索及び簡易分子系統解析ソフトウェア：アポロン2.0 （テクノスルガ・ラボ、静岡）
・相同性検索及び簡易分子系統解析データベース：アポロンDB-BA 5.0 （テクノスルガ・ラボ、静岡）国際塩基配列データベース（GenBank/DDBJ/EMBL）
【００５９】
検体：SIID 7861-03-B1（検体１由来のコロニーの一つ）
簡易形態観察の結果、 SIID7861-03-Blはグラム染色陽性、好気条件下での生育性を示す有芽胞梓菌（0.9-1.0 x 2.0-5.0μm）でNutrient agar平板培地上でのコロニー色は淡黄色を呈した。
BLASTをもちいたアポロンDB-BA 5.0に対する相同性検索の結果、 SIID7861-03-Bl の16S rDNA部分配列は、 Bacillus属の16S rDNAに対し高い相同性を示し、 B.coagulans (SKERMAN (V.B.D.), McGOWAN (V.) and SNEATH (P.H.A.) (editors): Approved Lists of Bacterial Names. Int. J. Syst. Bacteriol., 1980, 30, 225-420)ATCC 7050株の16S rDNAに対し、相同率98.9%の最も高い相同性を示した。
GenBank/DDBJ/EMBLに対する相同性検索の結果においても、 SIID7861103-Blの16S rDNAは、 Bacillus属の16S rDNAに対し高い相同性を示し、基準株では、 B.coagulans ATCC 7050株の16SrDNAに対し、相同率98.9%の高い相同性を示した。
SIID7861-03-Blの16SrDNAとアポロンDB-BA5.0に対する相同性検索上位10株の16S rDNAをもちいて行った簡易分子系統解析の結果、 SIID7861-03-Blは、 Bacillus属の菌種の16S rDNAで形成されるクラスター内に含まれることが判明した。又、検体はB.coagulansの16SrDNAとクラスターを形成し、両者は同一の分子系統学的位置を示した。
以上のことから、 SIID7861-03-BlはBacillus属に含まれ、 B.coagulansに帰属する菌株であると推定された。
【００６０】
検体：SIID 7861-03-B2（検体１由来のコロニーの一つ）
簡易形態観察の結果、SIID7861-03-B2はグラム染色陽性、好気条件下での生育性を示す梓菌（0.7-0.8 x 1.5-2.0μm）でNutrient agar平板培地上でのコロニー色は淡黄色を呈した。
BLASTをもちいたアポロンDBIBA 5.0に対する相同性検索の結果、SIID7861-03-B2の16S rDNA部分配列は、Ureibacillus属の16S rDNAに対し高い相同性を示し、U. suwonensis（KIM (B.Y.) LEE (S.Y.), WEON (H.Y), KWON (S.W.), GO(S.J.), PARK(Y.K), SCHUMANN(P.) and FRITZE(D.): Ureibacillus suwonesis sp. Nov., isolated from cotton waste composts. Int. J. Syst. Evol. Microbiol., 2006, 56, 663-666）6T19株の16S rDNAに対し、相同率99.4%の最も高い相同性を示した。
DDBJ/EMBLに対する相同性検索の結果においても、SIID7861-03-B2の16S rDNAはUreibacillus属の16S rDNAに対し高い相同性を示し、基準株ではU.suwonensis 6T19株の16SrDNAに対し、相同率99.4%の最も高い相同性を示した。
SIID7861-03-B2の16S rDNAとアポロンDBIBA5.0に対する相同性検索上位10株の16S rDNAをもちいて行った簡易分子系統解析の結果、SIID7861-03-B2は、 UneibacilIus属の菌種の16SrDNAで形成されるクラスター内に含まれることが判明した。又、検体はU.suwonensisの16SrDNAとクラスターを形成し、近縁であることが示された。しかしながら、SllD7861-03-B2 とU.suwonesis の16SrDNA部分配列間では１塩基が明確に異なっている。
以上のことから、 SIID7861-03-B2はUreibacillus属に含まれ、 U.suwonesisに帰属するか、又は、これと近縁なUreibacillus sp.とすることが妥当である。
【００６１】
検体：SIID 7861-04-B1（検体２由来のコロニー）
簡易形態観察の結果、SIID7861-04-Blはグラム染色不定、好気条件下での生育性を示す梓菌（0.8-0.9 x 1.5-2.5μm）で、Nutrient agar平板培地上でのコロニー色はクリーム色を呈した。
BLASTをもちいたアポロンDB-BA 5.0に対する相同性検索の結果、SIID7861-04-Blの16S rDNA部分配列は、 Bacillus属の16S rDNAに対し高い相同性を示し、 B. licheniformis DSM 13株の16S rDNAに対し相同率99.6%の最も高い相同性を示した。  
GenBank/DDBJ/EMBLに対する相同性検索の結果においては、SIID7861-04-Blの16S rDNAは、 Bacillus属の16S rDNAに対し高い相同性を示し、基準株では、 B.licheniformis ATCC 14580株及びDSM 13株の16SrDNAに対し、相同率99.6%の最も高い相同性を示した。
SIID7861-04-Blの16S rDNAとアポロンDB-BA5.0に対する相同性検索上位10株の16S rDNAをもちいて行った簡易分子系統解析の結果、SIID7861-04-Blは、 B.licheniformis, B.aerius及びB. stratosphericusの16S rDNAで形成されるクラスター内に含まれることが判明した。又、検体はB. licheniformisの16SrDNAと同一の分子系統学的位置を示し、他の2種との間には距離の存在が認められた。
以上のことから、SIID7861-04-Blは、 Bacillus属に含まれ、 B. licheniformisに帰属する菌株と推定された。
【００６２】
検体：SIID 7861-05-B1（検体３由来のコロニー）
簡易形態観察の結果、SIID7861-05-Blはグラム染色不定、好気条件下での生育性を示す梓菌（0.8-1.0 x 2.0-4.0μm）でNutrient agar平板培地上でのコロニー色は淡黄色を呈した。
BLASTをもちいたアポロンDB-BA5.0に対する相同性検索の結果、SIID7861-05-Blの16S rDNA部分配列はBrevibacillus属の16S rDNAに対し高い相同性を示し、B. Thermoruber (SHIDA (O.), TAKAGI(H.), KADOWAKI (K.) and KOMAGATA (K.): Proposal for two new genera, Brevibacillus gen. nov. and Aneurinibacillus gen. nov. Int. J. Syst. Bacteriol., 1996, 46, 939-946)DSM 7064株の16S rDNAに対し、相同率99.2%の最も高い相同性を示した。
GenBank/DDBJ/EMBLに対する相同性検索の結果においても、SIID7861-05-Blの16S rDNAはBrevibacillus属の16S rDNAに対し高い相同性を示し、基準株ではB. Thermoruber (SKERMAN (V.B.D.), McGOWAN (V.) and SNEATH (P.H.A.) (editors): Approved Lists of Bactarial Names. Int. J. Syst. Bacteriol., 1980, 30, 225-420) DSM 7064株の16SrDNAに対し相同率99.2%の高い相同性を示しましたが、基準株に由来する16S rDNAは検索されなかった。
SllD7861-05-Blの16SrDNAとアポロンDB-BA5・0に対する相同性検索上位10株の16S rDNAをもちいて行った簡易分子系統解析の結果、SllD7861-05-Blは、Brevibacillus属の菌種の16S rDNAで形成されるクラスター内に含まれることが判明した。又、検体はB.thermoruberの16SrDNAとクラスターを形成し、近縁であることが示された。しかしながら、SllD7861-05-Bl とB. thermoruber の16SrDNA部分配列間では３塩基が明確に異なっている。
以上のことから、 SIID7861-05lBlはBrevibacillus属に含まれ、B. thermoruberに帰属するか、又は、又は、これと近縁なBrevibacillus sp.とすることが妥当である。
【００６３】
PCR-DGGE 及びRT-PCT-DGGE解析：
以下の要領で、上記の検体に含まれる微生物群集のＤＮＡに関して、PCR-DGGE及びRT-PCR-DGGEを用いて解析した。
（１）DNA抽出
・抽出方法：ISOIL for Beads Beating （ニッポンジーン、東京）
（２）RNA抽出
・抽出方法：RNA Power Soil Total RNA Isolation Kit (MO-BIO, USA)
（３）PCR
・使用プライマー：GC-341f-534r (Muyzer G., et al., Appl. Environ. Microbiol., 1993, 59, 695-700) (200bp 増幅用)
・PCR条件：Touch Down 法（上記Muyzer G., et al.）
・PCR予備試験：DNA量2.5 ng及び10 ngについて検討
（４）RT-PCR
・逆転写反応使用プライマー：907r (Ishi K., et al., J. Gen. Appl.Microbiol., 2000, 46, 85-93)
・RT-PCR使用プライマー：GC-341f-534r
・RT-PCR条件：同上
・RT-PCR予備試験：同上
（５）DGGE
・DGGE装置：DcodeDGGEコンプリートシステム(BIO RAD,CA,USA)
・変性剤濃度勾配：25%→65%
・ポリアクリルアミドゲル濃度：8%
・泳動条件：電圧100V、 12時間泳動
・DGGEマーカー：DGGE Marker I (ニッポンジーン,東京)
【００６４】
以上のPCR-DGGE RT-PCT-DGGEで各検体から得られたバンドに関して国際塩基配列データベースBLAST検索を行った結果、上記の菌床には、Bacillus coagulans及びBacillus licheniformis等の Bacillus属に属する微生物、Ureibacillus suwonensis若しくはこれに近縁の種等の Ureibacillus属に属する微生物、及び、Brevibacillus thermoruber 等のBrevibacillus属に属する微生物が含まれていることが確認され、更に、Tepidimicrobium 属に属する微生物及び／又はPelotomaculum属に属する微生物が含まれることが示された。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明方法によって、上記の実証試験で示されたように、二酸化炭素の排出量を削減することが出来る。下水汚泥等は最終的には焼却処分されるが、本発明方法によって下水汚泥等中の有機物が分解・処理され、更には、水分含量が有意に減少するので、焼却量を削減することが出来、その結果、自治体等の焼却施設の耐用年数を伸ばすことが可能となる。更に、焼却処分後の焼却灰からリン等の各種の有用な成分を回収・再利用することも可能である。
【００６６】
又、本発明方法は、微細藻等の各種バイオマスを原料としたバイオ燃料及び燃料資材等の工業生産工程における脱水処理等に有効に利用することが出来る。