(57)【要約】【課題】  現在の下水処理技術では下水処理水の十分な水質の向上は得られず、また従来の河川水浄化技術では十分な水質の向上が得られず、水質浄化と悪臭の抑制が課題であった。【解決手段】  本発明は、下水処理水の流入による河川の汚染を微生物作用によって浄化し水質の向上と悪臭の抑制を実現する浄化システムである。【特許請求の範囲】
【請求項１】
本発明は、下水処理水によって汚染された河川水を複合発酵技術を用いて浄化するもので、下水処理水に複合発酵増殖液を一定量投入し発酵を起こさせ、自然菌の拮抗を抑制して複合微生物の共生効果を起こさせ、酵素・酸・生理活性物質等々の触媒効果によって発酵合成処理（汚染物質の分解消失）を行って処理水（複合発酵酵素水）をつくり、それを下水処理水に撒布して発酵合成処理（汚染物質の分解消失）を行い、その処理水が河川水原水に流入してミキシングされ、一定距離を流れた後、一定の高さの滝を設けて空気接触と空中浮遊菌の取り込みを行うことで水の酸化・腐敗を防止して汚染物質を軽減消失して水の浄化を行い、さらに一定距離を流れた後、一定の高さの滝を必要に応じて数ヶ所設置し、前記と同様に空気接触と空中浮遊菌の取り込みを行って水の酸化・腐敗を防止し、汚染物質を軽減消失させて水質を向上させるものである。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、河川水を微生物学的に処理し、浄化して水質を向上させる方法及びビジネス方法に関する。
【背景技術】
【０００２】  河川の水質改善対策の基本は、排水規制や下水道の整備等流域における発生源対策であるが、それらの講じてもなお水質汚濁の著しい河川や湖沼においては、流域における諸施策と連携を図りつつ、水環境改善を行うことが求められている。【０００３】  従来の河川の水質浄化の手法として、河川直接浄化では堰浄化法（基本原理自然沈殿）、砂（アンスラサイト等）ろ過法（基本原理ろ過）、接触酸化（エアレーションなし、礫間接触酸化、木炭浄化法、プラスチック接触酸化法等、基本原理接触沈殿）、接触酸化（エアレーションあり、曝気付礫間接触酸化法、プラスチック等接触酸化法、固定化微生物担体浄化法、基本原理生物酸化）、植生浄化法（ヨシ原浄化法、クレソン・ホテイアオイ等浄化法、基本原理植物吸収による接触沈殿）、土壌浄化法（基本原理ろ過・吸着・生物酸化）が一般的に行われている。【０００４】  しかし、自然浄化では溶存態成分の多い河川水では浄化効率が小さく、有機物質濃度の高い河川水では、湛水部でＤＯの消費がおこり嫌気化することがある等の限界があり、ろ過では高ＳＳ濃度河川水は目詰まりを生じるので逆洗等の対応を適切に行うことが必要である。接触沈殿では有機物が高濃度の河川水はＤＯ濃度が低く、またＤＯ消費量が多いため適用しないことが望ましく、施設内部の嫌気化による浄化効率の低下、臭気発生等がおこる場合がある。生物酸化ではいまだ微生物の動態を十分に把握できておらず浄化効果の大きさに期待がもたれているが、今後の解明に待つという状態である。植生浄化法も植物体による粒子態成分の接触沈殿による浄化効果が大きく、植物の根からの栄養塩の吸収も期待できるなどの良い面があるが、植物の管理面での問題点及び比較的広い面積が必要等の課題が残る。さらに土壌浄化法は浄化効率が高いが高濃度河川水には適用できず、広い面積が必要でありかつ目詰まり回復のための維持管理が必要である。【０００５】  以上のように汚染河川水の浄化にはいまだ決め手となる浄化法はなく、発生源対策である廃水処理や下水処理にも十分な水質浄化が得られていない等の課題が大きく、下水処理水の河川流入による悪臭の発生や雑菌・大腸菌の抑制のために添加する次亜塩素酸ソーダ、生活排水中の窒素・リンの残留等の問題は解決されていない。【０００６】  悪臭を発する物質は、有機物・無機物それぞれあるが、悪臭防止法で悪臭物質とされている以下の物質のような強烈な悪臭物質については消臭剤（ケミカル物質、界面活性剤等）で処理しても悪臭物質をコーティングするだけで、家庭内の悪臭や汗のような軽度の悪臭とは異なり、すぐに悪臭が発生してしまい、悪臭物質を分解消失以外に悪臭の消失は不可能である。【０００７】  悪臭防止法で悪臭物質とされる２２物質は以下のとおりである。
（１）アンモニア  ＮＨ３  刺激臭・し尿臭
（２）メチルメルカプタン  ＣＨ３ＳＨ  キャベツの腐敗臭
（３）硫化水素  Ｈ２Ｓ  卵の腐敗臭
（４）硫化メチル  （ＣＨ３））２Ｓ  タマネギの腐敗臭
（５）二硫化メチル  （ＣＨ３））２Ｓ２  タマネギの腐敗臭
（６）トリメチルアミン  （ＣＨ３））３Ｎ  魚の腐敗臭
（７）アセトアルデヒト  ＣＨ３ＣＨＯ  刺激臭・し尿臭
（８）スチレン  Ｃ６Ｈ５ＣＨ＝ＣＨ２  ポリエチレンなどの加工臭
（９）プロピオン酸  ＣＨ３ＣＨ２ＣＯＯＨ  酸っぱいような刺激臭
（１０）ノルマル酪酸  ＣＨ３（ＣＨ２）ＣＯＯＨ  汗臭いにおい
（１１）ノルマル吉草酸  ＣＨ３（ＣＨ２）３ＣＯＯＨ  むれた靴下のにおい
（１２）イソ吉草酸  （ＣＨ３）２ＣＨＣＨ２ＣＯＯＨ  むれた靴下のにおい
（１３）トルエン  Ｃ６Ｈ５ＣＨ３  ガソリンのようなにおい
（１４）キシレン  Ｃ６Ｈ４（ＣＨ３）２  ガソリンのようなにおい
（１５）酢酸エチル  ＣＨ３ＣＯ２Ｃ２Ｈ５  刺激的なシンナーのようなにおい
（１６）メチルイソブチルケトン  ＣＨ３ＣＯＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）２  刺激的なシンナーのようなにおい
（１７）イソブタノール  （ＣＨ３））２ＣＨＣＨ２ＯＨ  刺激的な発酵したにおい
（１８）プロピオンアルデヒド  ＣＨ３ＣＨ２ＣＨＯ  刺激的な甘酸っぱい焦げたにおい
（１９）ノルマルブチルアルデヒド  ＣＨ３（ＣＨ２）２ＣＨＯ  刺激的な甘酸っぱい焦げたにおい
（２０）イソブチルアルデヒド  （ＣＨ３）２ＣＨＣＨＯ  刺激的な甘酸っぱい焦げたにおい
（２１）ノルマルバレルアルデヒド  ＣＨ３（ＣＨ２）３ＣＨＯ  むせるような甘酸っぱい焦げたにおい
（２２）イソバレルアルデヒド  （ＣＨ３）２ＣＨＣＨ２ＣＨＯ  むせるような甘酸っぱい焦げたにおい
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】  前記のとおり、現在の廃水処理及び下水処理技術では十分な水質の向上は得られず、従来の河川水浄化技術では十分な水質の向上が得られず、低コストでの河川水の水質浄化が課題となっている。
【０００９】  本発明はこの河川水の水質の一層の浄化を低コストで実現することを課題とし、この問題を解決した微生物を利用した河川水の浄化システム及びビジネス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】
【００１０】  上記目的を達成するために、請求項１に記載した本発明は、下水処理水によって汚染された河川水を複合発酵技術を用いて浄化するもので、下水処理水に複合発酵増殖液を一定量投入し発酵を起こさせ、自然菌の拮抗を抑制して複合微生物の共生効果を起こさせ、酵素・酸・生理活性物質等々の触媒効果によって発酵合成処理（汚染物質の分解消失）を行って処理水（複合発酵酵素水）をつくり、それを下水処理水に撒布して発酵合成処理（汚染物質の分解消失）を行い、その処理水が河川水原水に流入してミキシングされ、一定距離を流れた後、一定の高さの滝を設けて空気接触と空中浮遊菌の取り込みを行うことで水の酸化・腐敗を防止して汚染物質を軽減消失して水の浄化を行い、さらに一定距離を流れた後、一定の高さの滝を必要に応じて数ヶ所設置し、前記と同様に空気接触と空中浮遊菌の取り込みを行って水の酸化・腐敗を防止し、汚染物質を軽減消失させて水質を向上させるものである。
【００１１】  複合発酵法とは、情報微生物工学、情報生命工学、分子生物学より構成された複合微生物体系の複合微生物動態系解析における複合発酵法という科学技術を言い、微生物の機能性と基質性と情報性による発酵法、増殖法、誘導法を用い、単発酵、復発酵、並行復発酵、平衡復発酵、固体（固形）発酵を同時に行い、好気性菌と嫌気性菌及び通性嫌気性菌のすべての微生物群の共存、共栄、共生を可能にするものである。
【００１２】  複合発酵法の微生物プロセスは次のとおりである。まず、微生物酵素と植物酵素による抗酸化効果を用いて酸化・変敗・腐敗を抑制する。すると好気性発酵微生物である酵母、乳酸菌などがビタミン、ミネラル、アミノ酸などの生理活性物質をつくり、大腸菌や糸状菌などの好気性有害菌を抑制する。次に、通性嫌気性乳酸菌へとリレーして放線菌が現われる。この放線菌は、抗菌性物質をつくり、細菌、病原菌、ウィルス、リケッチャなどの嫌気性有害菌を淨菌する。この二つの淨菌作用が連動すると、アゾトバクター、アミロバクターや根瘤菌などの窒素固定菌が空気中の窒素を取りこんで固定化する働きをし、最後に光合成細菌や藻類、藻菌類などの合成型の微生物が気体を培地として置換と交換を行う。これらの微生物が強く連動することで、複合発酵という理想的な生態系へと導かれる。
【００１３】  複合発酵状態になると、発酵→分解→合成のサイクルが生まれ、好気性及び嫌気性有害菌は抑制さ複合発酵状態になると、発酵→分解→合成のサイクルが生れ、好気性及び嫌気性有害菌は抑制される。このような生態系が生じると、すべての微生物を、共存、共栄、共生させることが可能となり、フザリウム属の占有率がゼロになり、酸化、変敗、腐敗を断ち切り、生態系内における微生物群の死滅率がゼロになることによって、すべての微生物群を発酵から合成に導き、生菌数を１ミリリットルあたり１０のｎ乗から無限大とし、同時に生菌数が１種類１ミリリットルあたり１０の９乗を超えると、菌のスケールが１０分の１以下となり、凝集化（固形化）を生じ、数千種、数万種の増殖が可能となる。これにより、微生物の高密度化が起こり、微生物のＤＮＡ核内に一酸化窒素、二酸化窒素及び高分子タンパク結晶による情報接合とエネルギー接合を引き起こし、その結果、微生物間でのＤＮＡ融合が生じ、融合微生物による対抗性菌、耐衡性菌により獲得した酵素及びタンパク質の高分子結合結晶が発生し、情報触媒の作用として情報とエネルギーを現生・発現させ、すべての物質、分子、原子レベルに対する分解菌並びに分解酵素を現生させて、すべての元素の原子核の陽子における分裂と崩壊の法則（β回路）を抑制し、中性子における合成と融合の法則（α回路）をハンドリングすることにより、常温超伝導、常温核分解、及び常温核融合を発現させる。以上の作用により、下水道処理水中の汚染物質の軽減消失を可能にするものである。
【００１４】  複合微生物とは何か。（松本慎也・常田聡「システム論的アプローチによる複合微生物系の解析と制御」早稲田大学理工学術院教授）
地球上のあらゆる場所に生息している細菌は極めて多様性の高い複合微生物系を形成しており、現在のところ分離培養されているものは全細菌種のうち１％以下であると考えられている。人為的に培養できなければその細菌の性質を調べることは不可能であり、したがって従来は複合微生物系の中身はブラックボックスとして扱われていた。しかし１９９０年代以降の分子生物学的手法の発達により、培養を介さずに細菌の系統分類に基づいた群集構造解析や機能の推定が可能となった。上記手法が積極的に適用された結果、複合微生物系内では多種多様な細菌が相互に影響し合い、そこに存在する細菌の機能を単に足し合わせた以上の高次の機能を発揮していることが明らかになってきた。未培養細菌を含む複合微生物系の高次な機能をコントロール可能になれば、産業利用の観点からそのポテンシャルは計り知れない。しかしながら、複合微生物系の解析データを実際にバイオプロセスの管理に応用した例はほとんどない。その理由の一つとして、複雑多岐にわたる生態系の現象に対して、分子生物学的手法で得られる情報はいまだ限定されており、要素還元型の実験的アプローチのみでは複合微生物系全体の機能に結び付けることが困難なことが挙げられる。したがって、複合微生物系残体を一つの複雑なシステムとして捉え、分子生物学で得られた様々な情報をシミュレーションにより再構築し、複合微生物系の機能の全体像を明らかにするシステム論的アプローチが必要である。
以上の点を鑑みると、複合微生物系でシミュレーションを行う意義は、▲１▼目では直接見えない複合微生物系内の微生物生態構造を可視化することで考察を行う。▲２▼大規模かつ長期運転を要する複合微生物系バイオリアクターの性能評価および処理能力を予測する、という二つが考えられる。
【００１５】  複合微生物系の機能を利用した高度水処理技術の体系化とその評価（東京大学都市環境工学グループ、研究代表：松尾友矩、大垣眞一郎）
複合微生物系とは、さまざまな微生物が共存する微生物生態系のことである。例えば、下水処理場では下水は微生物により浄化されるが、そこでは食品や薬剤の生産に用いられるバイオテクノロジーとは異なり、特定の種類の微生物が働くのではなくさまざまな微生物が共存して働いている。下水そのものがたくさんの微生物を含んでいて、それらをいちいち除去するわけにはいかないので、必然的にさまざまな微生物が下水処理場に住み着いてしまうのである。また、かえってその方が時々刻々と変わる下水の成分に対してうまく対処できるという側面もあると思われる。いずれにせよ、下水処理場はさまざまな微生物の働き、すなわち複合微生物系の働きによって成り立っている。
【発明を実施するための形態】
【００１６】  本発明の実施の形態を詳細に説明する。
９００ｌの水にエアレーションをしながら糖蜜５ｋｇを投入して良く攪拌し、複合発酵嫌気基礎を５ｋｇを投入して良く攪拌し、最後に複合発酵酵素液３ｌを投入し、これを発酵させ、６日間で完全発酵を起こさせ、複合微生物の増殖を促したものを複合発酵増殖液という。
【００１７】  複合発酵酵素液は、水９０重量％、松、笹、梅、無花果、栗、桃、柿の葉から抽出した抽出液６重量％、オカラ３重量％、糖蜜１重量％からなる原液に、空気中から微生物を混入させて、１ｃｃあたりの微生物数（生菌数）が、１０７〜１０８から１０９に増加すると菌の死滅がなくなり、それによって、１０２０〜１０３０へと飛躍的に増大し、微生物の高密度化がおき、さらにこの水溶液内で微生物酵素の高濃度化が起き、前記松、笹、無花果、栗、桃、柿の葉に含まれる植物酵素とともに結合結晶化（合成融合）し、誘導体たる抗酸化物質が生成される。この抗酸化物質を含む溶液を濾過して前記酵素液を得るのである。
【００１８】  複合発酵嫌気基礎は、乾燥鶏糞（鶏糞を酸化・変敗・腐敗する前の状態で乾燥させたもの）５０％、乾燥オカラ（豆腐製造の際に豆乳を搾った後の残りの大豆かすを酸化・変敗・腐敗する前の新鮮な状態で乾燥させたもの）４０％、精米の際に出る米糠を９％、及び複合発酵酵素液を１％加え、培養タンクで高密度化したものである。
【実施例】
【００１９】  本発明の実施例について添付図面に基づいて詳細に説明する。図は本発明である微生物作用を利用した下水処理水による河川汚染の浄化システムを説明するための概略フロー図である。ブロワー１４によって空気管１５を通じて筒型散気装置にエアーを送って曝気した増殖液貯蔵タンク１に複合発酵増殖液を入れ、下水処理場放流水を、ブロワー１４によって空気管１５を通じて筒型散気装置にエアーを送って曝気したミキシングタンク２に、下水処理場放流水導入パイプ８によって導入し、増殖液貯蔵タンク１から複合発酵増殖液を増殖液移送ポンプ５によって増殖液移送パイプ９を通じて一定量ミキシングタンク２に投入し下水処理場放流水と複合発酵増殖液をミキシングすると共に発酵を起こさせ、完全発酵を起こすのに必要な数の、ブロワー１４によって空気管１５を通じて筒型散気装置１３にエアーを送って曝気した熟成タンク３に中継ポンプ６によってミキシング液移送パイプ１０を通じて投入し、熟成液移送パイプ１１によってつながれた熟成タンク３を通過する間に自然菌の拮抗を抑制して複合微生物の共生効果を起こさせ、酵素・酸・生理活性物質等々の触媒効果によって発酵合成処理（汚染物質の分解消失）を行って処理水（複合発酵酵素水）をつくり、それを撒布ポンプ７によって撒布液移送パイプ１２を通じて散布装置４に移送して、下水処理場放流水ピット１６の下水処理場放流水に撒布して発酵合成処理（汚染物質の分解消失）を行い、その処理水が河川水原水に流入してミキシングされ、一定距離を流れた後、一定の高さの水制壁１７による人工滝を設けて空気接触と空中浮遊菌の取り込みを行うことで水の酸化・腐敗を防止して汚染物質を軽減消失して水の浄化を行い、さらに滝の落ちる流れの底に床固め石張り１８を設置して、空気接触と空中浮遊菌の取り込みを行って水の酸化・腐敗を防止し、汚染物質を軽減消失させて下水処理場放流河川１９の水質を向上させるものである。
【発明の効果】
【００２０】  以上のように、本発明によれば、下水処理場放流水によって汚染された河川水中の汚染物質及び悪臭物質を軽減消失し、悪臭を防止すると共に水質を浄化して向上させ河川を浄化するものである。
この効果は非常に大きく、下水処理場放流水の水質が十分な水準に達しないための河川汚染の問題を解決するものである。
【符号の説明】１      増殖液貯蔵タンク
２      ミキシングタンク
３      熟成タンク
４      散布装置
５      増殖液移送ポンプ
６      中継ポンプ
７      散布ポンプ
８      下水処理場放流水導入パイプ
９      増殖液移送パイプ
１０    ミキシング液移送パイプ
１１    熟成液移送パイプ
１２    散布液移送パイプ
１３    筒型散気装置
１４    ブロワー
１５    空気管
１６    下水処理場放流水ピット
１７    水制壁
１８    床固め石張り
１９    下水処理場放流河川
2015131287.tif 000002