(57)【要約】【課題】ホルムアルデヒド濃度が高い実際の工場廃水にも対応でき、ホルムアルデヒド分解能が高く小規模処理施設でも対応できるホルムアルデヒド分解方法を提供する。【解決手段】メチロバクテリウム属フジサワエンス種（Ｍｅｔｈｙｌｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ  ｆｕｊｉｓａｗａｅｎｓｅ）に属する微生物を用いる前段処理槽と、シュードモナス属プチダ種（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ  ｐｕｔｉｄａ）、シュードモナス属モンテイリイ種（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ  ｍｏｎｔｅｉｌｉｉ）、及び、シュードモナス属プレコグロシッシダ種（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ  ｐｌｅｃｏｇｌｏｓｓｉｃｉｄａ）のうち少なくとも１種に属する微生物を用いる後段処理槽とを有して、被処理水中に含まれるホルムアルデヒドを分解する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
メチロバクテリウム属フジサワエンス種（Ｍｅｔｈｙｌｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ  ｆｕｊｉｓａｗａｅｎｓｅ）に属する微生物を用いる前段処理槽と、
シュードモナス属プチダ種（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ  ｐｕｔｉｄａ）、シュードモナス属モンテイリイ種（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ  ｍｏｎｔｅｉｌｉｉ）、及び、シュードモナス属プレコグロシッシダ種（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ  ｐｌｅｃｏｇｌｏｓｓｉｃｉｄａ）のうち少なくとも１種に属する微生物を用いる後段処理槽とを有して、
被処理水中に含まれるホルムアルデヒドを分解することを特徴とするホルムアルデヒド分解方法。
【請求項２】
前記前段処理槽に用いる微生物は、メチロバクテリウム・フジサワエンス  ＦＤ−１株（Ｍｅｔｈｙｌｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ  ｆｕｊｉｓａｗａｅｎｓｅ  ＦＤ−１株；ＮＩＴＥ  Ｐ−１４９１）であることを特徴とする請求項１に記載のホルムアルデヒド分解方法。
【請求項３】
前記後段処理槽に用いる微生物は、シュードモナス・プチダ  ＦＤＲ−２株（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ  ｐｕｔｉｄａ  ＦＤＲ−２株；ＮＩＴＥ  ＡＰ−０２５０２）であることを特徴とする請求項１又は２に記載のホルムアルデヒド分解方法。
【請求項４】
前記後段処理槽に用いる微生物は、シュードモナス・プチダ（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ  ｐｕｔｉｄａ）の１６Ｓ−ｒＲＮＡ遺伝子と９９％以上の相同性を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のホルムアルデヒド分解方法。
【請求項５】
前記後段処理槽に用いる微生物は、シュードモナス・モンテイリイ（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ  ｍｏｎｔｅｉｌｉｉ）の１６Ｓ−ｒＲＮＡ遺伝子と９９％以上の相同性を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のホルムアルデヒド分解方法。
【請求項６】
前記後段処理槽に用いる微生物は、シュードモナス・プレコグロシッシダ（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ  ｐｌｅｃｏｇｌｏｓｓｉｃｉｄａ）の１６Ｓ−ｒＲＮＡ遺伝子と９９％以上の相同性を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のホルムアルデヒド分解方法。
【請求項７】
前記前段処理槽による処理を経て前記後段処理槽に流入する被処理水中のホルムアルデヒド濃度が、５００ｐｐｍ以下であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載のホルムアルデヒド分解方法。
【請求項８】
前記前段処理槽及び後段処理槽による処理を経た被処理水中のホルムアルデヒド濃度が、３０ｐｐｍ以下であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載のホルムアルデヒド分解方法。
【請求項９】
被処理水中のＣＯＤを低減するための活性汚泥層を有して、
前記前段処理槽、後段処理槽及び前記活性汚泥槽による処理を経た被処理水のＣＯＤが、２００ｐｐｍ以下であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載のホルムアルデヒド分解方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホルムアルデヒド分解能を有する微生物を用いてホルムアルデヒドを分解するホルムアルデヒド分解方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ホルムアルデヒド（その水溶液を「ホルマリン」ともいう。）は、反応性の高い物質であり樹脂の架橋剤などとして多くの工業分野に使用されている。例えば、フェノールホルマリン樹脂やメラミンホルマリン樹脂は接着剤として広く使用されている。また、メラミンホルマリン樹脂や尿素ホルマリン樹脂は繊維や紙の改質剤として広く使用されている。また、ホルムアルデヒドの殺菌力を利用してホルマリンが医療分野においても消毒剤として広く使用されている。
【０００３】
このように多くの分野で広く使用されているホルムアルデヒドは、その一方で、刺激性が強く、細胞毒性を有することから環境汚染物質にも指定されている。また、シックハウス症候群の原因物質の１つにも挙げられ、水中或いは大気中での分解が求められている。特に、高濃度のホルムアルデヒドを使用する業界、例えば、繊維業界、紙業界或いは医療分野においても、廃水中のホルムアルデヒドを分解除去することが求められている。
【０００４】
ホルムアルデヒドを分解するには、吸着などの物理的方法、酸化分解などの化学的方法に加え、微生物を利用した生物学的方法も広く検討されている。特に、廃水処理施設で活性汚泥処理に併用できる生物学的方法が着目されている。例えば、下記特許文献１及び特許文献２においては、ペニシリウム属やフサリウム属に属する微生物でホルムアルデヒドを分解することが提案されている。これらの微生物によるホルムアルデヒドの分解濃度は、０．１％（１，０００ｐｐｍ）程度であり、処理時間が２０時間程度であった。
【０００５】
また、下記特許文献３においては、０．３％〜０．５％濃度の高濃度のホルムアルデヒドを分解できるペシロマイセス属に属する微生物が提案されているが、処理時間が１０日程度であった。このように、下記特許文献１〜３に提案されている微生物は、ある程度の高濃度のホルムアルデヒドを分解できるが、処理時間を長く要する点で実用的ではなかった。更に、実際にホルムアルデヒドを使用する工場の廃水処理においては、ホルムアルデヒド濃度は常に一定ではなく変動する。従って、より高濃度のホルムアルデヒドが排出された際にも対応できるよう、高濃度においても死滅することなく高分解能を有する微生物が求められていた。
【０００６】
これに対して、本発明者らは、下記特許文献４において、従来よりも高濃度（０．１％〜３．０％）のホルムアルデヒドを効率よく分解することのできるメチロバクテリウム属に属する微生物を特定して、この微生物を用いてホルムアルデヒドを効率よく分解することのできるホルムアルデヒド分解方法を提案した。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−１９６８５号公報
【特許文献２】特開平１１−１９６８６号公報
【特許文献３】特開２００３−５２３５５号公報
【特許文献４】特許第６０９５３９９号公報
【特許文献５】特許第５７４７１９２号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】Kato, N., Kobayashi, H., Shimao, Y., and Sakazawa, C., Properties of formaldehyde dismutase catalyzing enzyme of Pseudomonas putida F61. Agricultural and Biological Chemistry, 48, 2017-2023 (1984).
【非特許文献２】Glancer-Soljan, M., Soljan, V., Dragicevic, T. L., Cacic, L., 2001. Aerobic degradation of formaldehyde in wastewater from the production of melamine resins. Food Technology and Biotechnology 39, 197-202 (2001).
【非特許文献３】Middamadi, S., Rajabi, A., Khalilzadeh, P., Norozian, D., Akbarzadeh, A., and Mohseni., F, A., Isolation of bacteria able to metabolize high concentration of formaldehyde. World Journal of Microbiology and Biotechnology, 21, 1299-1301 (2005).
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記特許文献４において特定したメチロバクテリウム属に属する微生物は、ホルムアルデヒド濃度が高濃度であり変動する実際の工場廃水にも対応できるものであるが、処理槽内での菌の世代交代を維持しつつ、短時間で処理するには未だ不十分であった。例えば、実際の工場廃水において、０．１％（１，０００ｐｐｍ）のホルムアルデヒドを９０％分解するのに約２４時間程度を要し、ホルムアルデヒドをほぼ完全に分解するには至らなかった。従って、ホルムアルデヒド分解能が高く小規模処理施設でも対応できるホルムアルデヒド分解方法が求められていた。
【００１０】
そこで、本発明は、上記問題に対処して、ホルムアルデヒド濃度が高い実際の工場廃水にも対応でき、ホルムアルデヒド分解能が高く小規模処理施設でも対応できるホルムアルデヒド分解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】
【００１１】
上記課題の解決にあたり、本発明者らは、鋭意研究の結果、本発明者らが先に特定したメチロバクテリウム属に属する微生物が高濃度のホルムアルデヒドに対応できることに着目し、この微生物がある程度ホルムアルデヒド濃度を下げた被処理水を高効率で分解できる別の微生物を特定した。その結果、これらの微生物による処理を組み合わせることにより本発明の完成に至った。
【００１２】
即ち、本発明に係るホルムアルデヒド分解方法は、請求項１の記載によると、
メチロバクテリウム属フジサワエンス種（Ｍｅｔｈｙｌｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ  ｆｕｊｉｓａｗａｅｎｓｅ）に属する微生物を用いる前段処理槽と、
シュードモナス属プチダ種（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ  ｐｕｔｉｄａ）、シュードモナス属モンテイリイ種（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ  ｍｏｎｔｅｉｌｉｉ）、及び、シュードモナス属プレコグロシッシダ種（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ  ｐｌｅｃｏｇｌｏｓｓｉｃｉｄａ）のうち少なくとも１種に属する微生物を用いる後段処理槽とを有して、
被処理水中に含まれるホルムアルデヒドを分解することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明は、請求項２の記載によると、請求項１に記載のホルムアルデヒド分解方法であって、
前記前段処理槽に用いる微生物は、メチロバクテリウム・フジサワエンス  ＦＤ−１株（Ｍｅｔｈｙｌｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ  ｆｕｊｉｓａｗａｅｎｓｅ  ＦＤ−１株；ＮＩＴＥ  Ｐ−１４９１）であることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明は、請求項３の記載によると、請求項１又は２に記載のホルムアルデヒド分解方法であって、
前記後段処理槽に用いる微生物は、シュードモナス・プチダ  ＦＤＲ−２株（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ  ｐｕｔｉｄａ  ＦＤＲ−２株；ＮＩＴＥ  ＡＰ−０２５０２）であることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明は、請求項４の記載によると、請求項１又は２に記載のホルムアルデヒド分解方法であって、
前記後段処理槽に用いる微生物は、シュードモナス・プチダ（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ  ｐｕｔｉｄａ）の１６Ｓ−ｒＲＮＡ遺伝子と９９％以上の相同性を有することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明は、請求項５の記載によると、請求項１又は２に記載のホルムアルデヒド分解方法であって、
前記後段処理槽に用いる微生物は、シュードモナス・モンテイリイ（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ  ｍｏｎｔｅｉｌｉｉ）の１６Ｓ−ｒＲＮＡ遺伝子と９９％以上の相同性を有することを特徴とする。
【００１７】
また、本発明は、請求項６の記載によると、請求項１又は２に記載のホルムアルデヒド分解方法であって、
前記後段処理槽に用いる微生物は、シュードモナス・プレコグロシッシダ（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ  ｐｌｅｃｏｇｌｏｓｓｉｃｉｄａ）の１６Ｓ−ｒＲＮＡ遺伝子と９９％以上の相同性を有することを特徴とする。
【００１８】
また、本発明は、請求項７の記載によると、請求項１〜６のいずれか１つに記載のホルムアルデヒド分解方法であって、
前記前段処理槽による処理を経て前記後段処理槽に流入する被処理水中のホルムアルデヒド濃度が、５００ｐｐｍ以下であることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明は、請求項８の記載によると、請求項１〜７のいずれか１つに記載のホルムアルデヒド分解方法であって、
前記前段処理槽及び後段処理槽による処理を経た被処理水中のホルムアルデヒド濃度が、３０ｐｐｍ以下であることを特徴とする。
【００２０】
また、本発明は、請求項９の記載によると、請求項１〜８のいずれか１つに記載のホルムアルデヒド分解方法であって、
被処理水中のＣＯＤを低減するための活性汚泥層を有して、
前記前段処理槽、後段処理槽及び前記活性汚泥槽による処理を経た被処理水のＣＯＤが、２００ｐｐｍ以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
上記構成によれば、ホルムアルデヒド濃度が高い実際の工場廃水にも対応でき、ホルムアルデヒド分解能が高く小規模処理施設でも対応できるホルムアルデヒド分解方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に使用する微生物（ＦＤＲ−１株）の１６Ｓ−ｒＲＮＡ遺伝子断片の塩基配列データである。
【図２】本発明に使用する微生物（ＦＤＲ−２株）の１６Ｓ−ｒＲＮＡ遺伝子断片の塩基配列データである。
【図３】本発明に係るホルムアルデヒド分解方法を実施する廃水処理プラントの構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明に係るホルムアルデヒド分解方法においては、前段処理槽と後段処理槽とを有している。これらの前段処理槽には、それぞれ主体となる微生物が異なっている。まず、前段処理槽においては、ホルムアルデヒド濃度が高い実際の工場廃水又はこれを一定濃度（高濃度）に調整した工場廃水を被処理水として対応する。この前段処理槽に用いる微生物は、メチロバクテリウム属フジサワエンス種（Ｍｅｔｈｙｌｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ  ｆｕｊｉｓａｗａｅｎｓｅ）に属する微生物である。
【００２４】
これに対して、後段処理槽においては、前段処理槽における処理でホルムアルデヒド濃度が下がった被処理水（中濃度）に対応する。この後段処理槽に用いる微生物は、今回特定したシュードモナス属プチダ種（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ  ｐｕｔｉｄａ）、シュードモナス属モンテイリイ種（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ  ｍｏｎｔｅｉｌｉｉ）、及び、シュードモナス属プレコグロシッシダ種（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ  ｐｌｅｃｏｇｌｏｓｓｉｃｉｄａ）のうち少なくとも１種に属する微生物である。
【００２５】
ここで、各前段処理槽に用いる微生物について説明する。まず、前段処理槽に用いるメチロバクテリウム属フジサワエンス種（Ｍｅｔｈｙｌｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ  ｆｕｊｉｓａｗａｅｎｓｅ）に属する微生物としては、上記特許文献４において、メチロバクテリウム・フジサワエンス  ＦＤ−１株（Ｍｅｔｈｙｌｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ  ｆｕｊｉｓａｗａｅｎｓｅ  ＦＤ−１株）と命名された微生物であることが好ましい。以下、この微生物の名称を略して、「Ｍ．ｆ．ＦＤ−１株」という。なお、Ｍ．ｆ．ＦＤ−１株は、「Ｍｅｔｈｙｌｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ  ｆｕｊｉｓａｗａｅｎｓｅ  ＦＤ−１株」の識別表示により、平成２４年（２０１２年）１２月１９日に独立行政法人製品評価技術基盤機構特許微生物寄託センター（ＮＰＭＤ）において日本国に寄託された（受託番号：ＮＩＴＥ  Ｐ−１４９１）。
【００２６】
このＭ．ｆ．ＦＤ−１株は、和歌山県内のホルムアルデヒド含有樹脂を製造する工場の敷地内で採取した土壌から分離した微生物であって、従来よりも高濃度のホルムアルデヒドを効率よく分解する能力を有するものである。なお、Ｍ．ｆ．ＦＤ−１株の１６Ｓ−ｒＲＮＡ遺伝子の一部の塩基配列は、メチロバクテリウム・フジサワエンス（Ｍｅｔｈｙｌｏｂａｃｔｅｒｉｕｍｆｕｊｉｓａｗａｅｎｓｅ）の１６Ｓ−ｒＲＮＡ遺伝子と９９．８％（８８８ｂｐ/８９０ｂｐ）の相同性を示した（上記特許文献４参照）。また、Ｍ．ｆ．ＦＤ−１株の至適温度は、３０℃〜４５℃付近であった。また、Ｍ．ｆ．ＦＤ−１株の至適ｐＨは、５〜７の範囲、特に６付近であった。
【００２７】
更に、Ｍ．ｆ．ＦＤ−１株を用いてホルムアルデヒド分解試験を行った。なお、本発明においては、濃度「ｍｇ／Ｌ」を全て「ｐｐｍ」で統一して記載することとする。その結果、０．１％（１，０００ｐｐｍ）のホルムアルデヒド培地においては、培養８時間で９５％が分解され、菌体濃度はほぼ一定に推移した。また、０．４％（４，０００ｐｐｍ）のホルムアルデヒド培地においては、培養９時間で９５％が分解され、菌体濃度はやや減少した。また、１．０％（１０，０００ｐｐｍ）のホルムアルデヒド培地においては、培養５１時間で９０％が分解され、菌体濃度はやや減少した。また、２．０％（２０，０００ｐｐｍ）のホルムアルデヒド培地においては、培養４７時間で９９％が分解され、菌体濃度は減少した。更に、３．０％（３０，０００ｐｐｍ）のホルムアルデヒド培地においては、培養４７時間で９９％が分解され、菌体濃度は減少した（試験法詳細は、上記特許文献４参照）。
【００２８】
このように、Ｍ．ｆ．ＦＤ−１株は、高濃度（０．１％〜３．０％）のホルムアルデヒドを含有する被処理水にも対応できるが、濃度の増加に伴って培地の菌数が減少し菌が死滅して生存できなくなることが考えられる。そこで、本発明者らは、Ｍ．ｆ．ＦＤ−１株のホルムアルデヒド分解速度と育成可能性について確認した。その結果、Ｍ．ｆ．ＦＤ−１株は、０．１％（１，０００ｐｐｍ）のホルムアルデヒド環境下において、ホルムアルデヒドを効率よく分解可能で菌の育成も可能であることを確認した。一方、３％（３０，０００ｐｐｍ）のホルムアルデヒド環境下においても、ホルムアルデヒドの分解は可能であるが菌が死滅することを確認した。なお、Ｍ．ｆ．ＦＤ−１株の世代時間は、５．２時間であった。また、ホルムアルデヒド分解速度は、１％（１０，０００ｐｐｍ）のホルムアルデヒドを２０時間で分解したが、菌は死滅した。
【００２９】
そこで、本発明者らは、Ｍ．ｆ．ＦＤ−１株の性能を高濃度のホルムアルデヒドを分解でき高濃度でも育成可能であるが、高速分解ではなく完全分解までにも時間を要することを確認した。そこで、本発明においては、Ｍ．ｆ．ＦＤ−１株を高濃度のホルムアルデヒドを含有する被処理水に対応する前段処理槽に使用することとした。この前段処理槽において、高濃度のホルムアルデヒドを中濃度以下に低下させる。また、Ｍ．ｆ．ＦＤ−１株の性能から、高濃度で変動する実際の工場廃水を所定の濃度に調整してから前段処理槽に投入することが好ましい。この所定の濃度とは、０．１％（１，０００ｐｐｍ）〜０．４％（４，０００ｐｐｍ）の範囲内、好ましくは、０．１％（１，０００ｐｐｍ）〜０．２％（２，０００ｐｐｍ）の範囲内とした。
【００３０】
次に、後段処理槽に用いる微生物について説明する。本発明者らは、上述のＭ．ｆ．ＦＤ−１株を用いてホルムアルデヒドを含有する被処理水を分解するミニプラントで実験を繰り返していた。このとき、ホルムアルデヒド分解速度の速い他の微生物を確認した。培養槽の希釈液をホルムアルデヒド含有Ｓｏｙｂｒｏｔｈ平板培地にて培養した結果、３種類のコロニーを確認した。そこで、これら３種を新しい０．０５％ホルムアルデヒド含有平板培地にて純粋分離を試みた結果、ホルムアルデヒド耐性をもつ２種類の株（ＦＤＲ−１株及びＦＤＲ−２株）を分離した。
【００３１】
分離したＦＤＲ−１株及びＦＤＲ−２株の同定を行うために、菌体より抽出したゲノムＤＮＡから１６Ｓ−ｒＲＮＡ断片の一部をＰＣＲ増幅した。次に、得られた１６Ｓ−ｒＲＮＡ断片から形質転換大腸菌を得て培養し、遠心分離にて回収した菌体から組換えプラスミドの抽出、精製を行った。得られた１６Ｓ−ｒＲＮＡ遺伝子断片の塩基配列をジデオキシ法により決定した。得られたＦＤＲ−１株の１６Ｓ−ｒＲＮＡ遺伝子の一部（１３８４ｂｐ）の塩基配列データを図１に示す。また、得られたＦＤＲ−２株の１６Ｓ−ｒＲＮＡ遺伝子の一部（１３８４ｂｐ）の塩基配列データを図２に示す。
【００３２】
次に、上記方法で得られた１６Ｓ−ｒＲＮＡ遺伝子の一部の塩基配列データを用いて、相同性検索ソフト：ＢＬＡＳＴ（Ｂａｓｉｃ  Ｌｏｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ  Ｓｅａｒｃｈ  Ｔｏｏｌ）により、既知バクテリア遺伝子の塩基配列と相同性検索を行った。その結果、ＦＤＲ−１株は、シュードモナス・プチダ（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ  ｐｕｔｉｄａ）の１６Ｓ−ｒＲＮＡ遺伝子と９９．９％（１３８３ｂｐ/１３８４ｂｐ）の相同性を示した。よって、ＦＤＲ−１株は、シュードモナス・プチダ（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ  ｐｕｔｉｄａ）又はその近縁種であると考えられる。
【００３３】
一方、ＦＤＲ−２株は、シュードモナス・モンテイリイ（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ  ｍｏｎｔｅｉｌｉｉ）の１６Ｓ−ｒＲＮＡ遺伝子と１００％（１３８５ｂｐ/１３８５ｂｐ）の相同性を示した。また、ＦＤＲ−２株は、シュードモナス・プチダ（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ  ｐｕｔｉｄａ）及びシュードモナス属プレコグロシッシダ種（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ  ｐｌｅｃｏｇｌｏｓｓｉｃｉｄａ）の１６Ｓ−ｒＲＮＡ遺伝子と９９．９％（１３８４ｂｐ/１３８５ｂｐ）の相同性を示した。よって、ＦＤＲ−２株は、シュードモナス・モンテイリイ（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ  ｍｏｎｔｅｉｌｉｉ）又はシュードモナス・プチダ（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ  ｐｕｔｉｄａ）、或いはこれらの近縁種であると考えられる。
【００３４】
以下、本発明において、ＦＤＲ−１株をシュードモナス・プチダ  ＦＤＲ−１株（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ  ｐｕｔｉｄａ  ＦＤＲ−１株）と命名し、略して、「Ｐ．ｐ．ＦＤＲ−１株」という。また、ＦＤＲ−２株をシュードモナス・プチダ  ＦＤＲ−２株（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ  ｐｕｔｉｄａ  ＦＤＲ−２株）と命名し、略して、「Ｐ．ｐ．ＦＤＲ−２株」という。なお、Ｐ．ｐ．ＦＤＲ−２株は、「ＦＤＲ−２」の識別表示により、平成２９年（２０１７年）６月２８日に独立行政法人製品評価技術基盤機構特許微生物寄託センター（ＮＰＭＤ）に対して日本国への寄託申請を行った（受領番号：ＮＩＴＥ  ＡＰ−０２５０２）。
【００３５】
なお、シュードモナス・プチダ（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ  ｐｕｔｉｄａ）には、ホルムアルデヒド分解能を有する株が既に分離されている（上記非特許文献１〜３参照）。今回分離したＰ．ｐ．ＦＤＲ−１株及びＰ．ｐ．ＦＤＲ−２株もこれと同様の微生物とも考えられる。
【００３６】
次に、本発明者らは、上述のＭ．ｆ．ＦＤ−１株と同様にして、Ｐ．ｐ．ＦＤＲ−１株及びＰ．ｐ．ＦＤＲ−２株のホルムアルデヒド分解速度と育成可能性について確認した。その結果、Ｐ．ｐ．ＦＤＲ−１株及びＰ．ｐ．ＦＤＲ−２株は、いずれも０．０５％（５００ｐｐｍ）のホルムアルデヒド環境下において、ホルムアルデヒドを効率よく分解可能で菌の育成も可能であることを確認した。一方、０．１％（１，０００ｐｐｍ）のホルムアルデヒド環境下においては、菌が死滅することを確認した。なお、Ｐ．ｐ．ＦＤＲ−１株及びＰ．ｐ．ＦＤＲ−２株は、いずれも世代時間は、０．５時間であった。また、ホルムアルデヒド分解速度は、１％（１０，０００ｐｐｍ）のホルムアルデヒドを２時間で分解したが、菌は死滅した。
【００３７】
これらのことから、Ｐ．ｐ．ＦＤＲ−１株及びＰ．ｐ．ＦＤＲ−２株は、Ｍ．ｆ．ＦＤ−１株に比べホルムアルデヒド分解速度が著しく速く、１％（１０，０００ｐｐｍ）のホルムアルデヒドを１／１０（２時間／２０時間）の短時間で分解できる。しかし、Ｐ．ｐ．ＦＤＲ−１株及びＰ．ｐ．ＦＤＲ−２株は、Ｍ．ｆ．ＦＤ−１株が育成可能な０．１％（１，０００ｐｐｍ）のホルムアルデヒド環境下において菌が死滅する。なお、０．０５％（５００ｐｐｍ）のホルムアルデヒド環境下においては、菌の育成も可能であり、且つ、世代時間が非常に短いという特徴を有していた。
【００３８】
そこで、本発明においては、Ｐ．ｐ．ＦＤＲ−１株及びＰ．ｐ．ＦＤＲ−２株を中濃度のホルムアルデヒドを含有する被処理水に対応する後段処理槽に使用することとした。この後段処理槽においては、前段処理槽で高濃度から中濃度に低下したホルムアルデヒドに対応して高速でゼロ又は極低濃度まで分解することができる。ここでいう中濃度とは、具体的には、Ｐ．ｐ．ＦＤＲ−１株及びＰ．ｐ．ＦＤＲ−２株が育成可能な０．０５％（５００ｐｐｍ）のホルムアルデヒド濃度であることが好ましい。
【実施例】
【００３９】
ここで、Ｍ．ｆ．ＦＤ−１株を用いる前段処理槽とＰ．ｐ．ＦＤＲ−１株及び／又はＰ．ｐ．ＦＤＲ−２株を用いる後段処理槽とを組み合わせて、高濃度のホルムアルデヒドを分解する廃水処理プラントについて説明する。なお、本実施例の廃水処理プラントは、実証用ミニプラントである。また、本実施例においては、活性汚泥槽を組み合わせてホルムアルデヒド分解後の被処理水のＣＯＤ（化学的酸素要求量）を環境省の定める排水基準（１６０ｐｐｍ）以下にする可能性も検討した。
【００４０】
図３は、本発明に係るホルムアルデヒド分解方法を実施する廃水処理プラントの構成図である。図３において、廃水処理プラントは、原水調整槽（１）、ｐＨ調整液タンク（２）、４槽からなるホルムアルデヒド分解槽（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ）、４槽からなる活性汚泥槽（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）、及び、沈殿槽（５）から構成されている。
【００４１】
原水調整槽（１）は、高濃度のホルムアルデヒドを含有する工場廃水を貯留して一定の濃度の被処理水として調整する。本実施例においては、ホルムアルデヒド濃度を０．１％（１，０００ｐｐｍ）に調整した被処理水が、１．０Ｌ／時間の流量で原水ポンプ（ｃ）を介してホルムアルデヒド分解槽の第１槽（３ａ）に流入する。
【００４２】
ｐＨ調整液タンク（２）は、ホルムアルデヒド分解槽（特に前段処理槽の３ａ）でホルムアルデヒドが分解されて発生するギ酸を中和するための２重量％炭酸水素ナトリウム水溶液を貯留している。ホルムアルデヒド分解槽（３ａ）には、ｐＨコントローラー（ｂ）でｐＨ６．５に制御されるようにｐＨ調整ポンプ（ａ）を介して、ｐＨ調整液タンク（２）から２重量％炭酸水素ナトリウム水溶液が供給される。
【００４３】
ホルムアルデヒド分解槽（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ）は、それぞれ容量６Ｌの４槽からなり計２４Ｌの容量を有している。ホルムアルデヒド分解槽の第１槽（３ａ）は、本発明に係る前段処理槽に対応し、ホルムアルデヒド分解槽の第２槽〜第４槽（３ｂ、３ｃ、３ｄ）は、本発明に係る後段処理槽に対応する。なお、原水調整槽（１）から供給された被処理水は、各分解槽を第１槽（３ａ）→第２槽（３ｂ）→第３槽（３ｃ）→第４槽（３ｄ）と順次流れていく。また、前段処理槽に対応するホルムアルデヒド分解槽の第１槽（３ａ）には、高濃度のホルムアルデヒドを分解できるＭ．ｆ．ＦＤ−１株を用いている。一方、後段処理槽に対応するホルムアルデヒド分解槽の第２槽〜第４槽（３ｂ、３ｃ、３ｄ）には、中濃度のホルムアルデヒドを高速で分解できるＰ．ｐ．ＦＤＲ−１株及び／又はＰ．ｐ．ＦＤＲ−２株を用いている。
【００４４】
なお、本実施例においては、ホルムアルデヒド分解槽（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ）の滞留時間は、それぞれ６時間の４槽からなり計２４時間であった。各ホルムアルデヒド分解槽の処理温度は、いずれも３０℃付近で制御した。また、各ホルムアルデヒド分解槽には、エアーポンプ（ｄ）を介して被処理水１Ｌ当たり１分間に０．１Ｌの空気を曝気した。なお、曝気量はエアー流量計（ｅ）で制御した。
【００４５】
また、前段処理槽に対応するホルムアルデヒド分解槽の第１槽（３ａ）と、後段処理槽に対応する３つのホルムアルデヒド分解槽のうち第２槽（３ｂ）と第３槽（３ｃ）には、微生物担持体としてパイル担持体（ｇ）を設置した。本実施例においては、パイル担持体（ｇ）として大塚パイル製のＲＦＶ−５２２９４を使用した（詳細は、上記特許文献５参照）。なお、本実施例においては、各ホルムアルデヒド分解槽（３ａ、３ｂ、３ｃ）に各２枚のパイル担持体（ｇ）を設置した。設置したパイル担持体（ｇ）の有効面積は、それぞれ１８０ｃｍ２の２枚からなり計３６０ｃｍ２であり、被処理水１．０Ｌ当たり６０ｃｍ２であった。
【００４６】
活性汚泥槽（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）は、それぞれ容量１５Ｌの４槽からなり計６０Ｌの容量を有している。ホルムアルデヒド分解槽の第４槽（３ｄ）から流入する被処理水は、各活性汚泥槽を第１槽（４ａ）→第２槽（４ｂ）→第３槽（４ｃ）→第４槽（４ｄ）と順次流れていく。本実施例においては、各活性汚泥槽間を流れる被処理水の流量を０．４Ｌ／時間とした。その結果、活性汚泥槽（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）の滞留時間は、それぞれ１５時間の４槽からなり計６０時間であった。また、各活性汚泥槽の処理温度は、第１槽（４ａ）と第３槽（４ｃ）とを２５℃付近とし、第２槽（４ｂ）と第４槽（４ｄ）とを２０℃付近として制御した。また、各活性汚泥槽には、エアーポンプ（ｄ）を介して被処理水１Ｌ当たり１分間に０．４Ｌの空気を曝気した。なお、曝気量はエアー流量計（ｅ）で制御した。なお、本実施例において使用した活性汚泥は、和歌山終末処理場より入手した。
【００４７】
沈殿槽（５）は、容量１２Ｌの１槽からなり、活性汚泥槽の第４槽（４ｄ）から流入する汚泥は、返送汚泥ポンプ（ｆ）を介して、１．２Ｌ／時間の割合で活性汚泥槽の第１槽（１ｄ）へ返送した。なお、沈殿槽（５）に替えて、膜分離システムを利用することも考えられる。
【００４８】
次に、以上のように構成した廃水処理プラント（実証用ミニプラント）において、高濃度のホルムアルデヒドを含有する工場廃水を０．１％（１，０００ｐｐｍ）に調整した被処理水を処理した運転状況について説明する。
【００４９】
まず、ホルムアルデヒド分解槽（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ）の効果として、約１１０日間の運転で初期ホルムアルデヒド濃度０．１％（１，０００ｐｐｍ）の被処理水が、０〜２０ｐｐｍまで低下することを確認した。また、活性汚泥槽（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）の効果として、約３０日間の運転で初期ＣＯＤ１２，０００ｐｐｍの被処理水が、ＣＯＤ２００ｐｐｍ以下まで低下することを確認した。具体的には、初期ＣＯＤ１２，０００ｐｐｍの被処理水が、ホルムアルデヒド分解槽の第４槽（３ｄ）の流出口においてＣＯＤ３，０００〜４，０００ｐｐｍまで低下し、その後、沈殿槽（５）の流出口においてＣＯＤ６０〜１８０ｐｐｍまで低下した。この実証値は、環境省の定める排水基準のＣＯＤ１６０ｐｐｍにほぼ近い値となった。
【００５０】
このように、本発明においては、ホルムアルデヒド濃度が高い実際の工場廃水にも対応でき、ホルムアルデヒド分解能が高く小規模処理施設でも対応できるホルムアルデヒド分解方法を提供することができる。また、活性汚泥槽を併用することにより、ＣＯＤの値を大きく低下させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明においては、メチロバクテリウム属フジサワエンス種（Ｍｅｔｈｙｌｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ  ｆｕｊｉｓａｗａｅｎｓｅ）に属する微生物を用いる第段処理槽と、シュードモナス属プチダ種（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ  ｐｕｔｉｄａ）、シュードモナス属モンテイリイ種（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ  ｍｏｎｔｅｉｌｉｉ）、及び、シュードモナス属プレコグロシッシダ種（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ  ｐｌｅｃｏｇｌｏｓｓｉｃｉｄａ）のうち少なくとも１種に属する微生物を用いる前段処理槽とを用いて、ホルムアルデヒド濃度が高い実際の工場廃水に対応でき、且つ、小規模処理施設でも対応できるホルムアルデヒド分解方法を提供することができる。
【００５２】
従って、本発明に係るホルムアルデヒド分解方法は、産業上非常に興味深いものであり、微生物によるホルムアルデヒドを含有する廃水処理の実用化のみならず、他の広い分野においても利用可能性を有するものである。
【受託番号】
【００５３】
ＮＩＴＥ  Ｐ−１４９１
ＮＩＴＥ  ＡＰ−０２５０２
【図１】
2019018118.tif 000003
【図２】
2019018118.tif 000004
【図３】
2019018118.tif 000005