(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリプロピレン製の糸状体を見かけ比重４０ｇ／Ｌ〜９０ｇ／Ｌの塊状に集合させてなり、前記糸状体の表面平滑度（Ｒａ）が０．１μｍ〜０．５μｍである通気性を有する担体と、汚泥とをフェノール類化合物含有排水を収容する水処理槽内に収容し、連続曝気条件下で、前記水処理槽内にフェノール類化合物のＣＯＤｃｒ容積負荷率を経時的に上昇させつつフェノール類化合物含有排水を流通させて、アルカリゲネス属微生物を他の微生物群に対して選択的に増殖させるアルカリゲネス属微生物の増殖方法。
【請求項２】
前記アルカリゲネス属微生物が、アルカリゲネスフェカリス、アルカリゲネスｓｐ．から選ばれる少なくとも一種の微生物を主体とするものである請求項１に記載のアルカリゲネス属微生物の増殖方法。
【請求項３】
前記フェノール類化合物のＣＯＤｃｒ容積負荷率を経時的に上昇させつつフェノール類化合物含有排水を流通させる際に、前記フェノール類化合物含有排水のＣＯＤｃｒ容積負荷率を２〜１０ｋｇ／ｍ3・日の範囲となるように調整する請求項１または２に記載のアルカリゲネス属微生物の増殖方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載のアルカリゲネス属微生物の増殖方法により増殖させられたアルカリゲネス属微生物を収容してなる接触曝気槽内に、フェノール類化合物含有排水を流通させて、フェノール類化合物含有排水を生分解処理するフェノール類化合物含有排水の処理方法。
【請求項５】
前記接触曝気槽で処理されたフェノール類化合物含有排水を、さらに他の水処理槽に供給する請求項４に記載のフェノール類化合物含有排水の処理方法。
【請求項６】
フェノール類化合物含有排水がフェノール類化合物としてフェノールおよびクレゾールを含有し、フェノール濃度の二分の一とクレゾール濃度の和として求められるクレゾール換算濃度が、２００ｍｇ／Ｌ以上〜１３５０ｍｇ／Ｌ以下となるように、フェノール類化合物含有排水を希釈して供給する請求項４または５に記載のフェノール類化合物含有排水の処理方法。
【請求項７】
フェノール類化合物含有排水がフェノール類化合物としてクレゾールのみを含有し、クレゾール濃度が、２００ｍｇ／Ｌ以上〜１３５０ｍｇ／Ｌ以下となるように、フェノール類化合物含有排水を希釈して供給する請求項４または５に記載のフェノール類化合物含有排水の処理方法。
【請求項８】
フェノール類化合物含有排水がフェノール類化合物としてフェノールのみを含有し、フェノール濃度が、４００ｍｇ／Ｌ以上〜２７００ｍｇ／Ｌ以下となるように、フェノール類化合物含有排水を希釈して供給する請求項４または５に記載のフェノール類化合物含有排水の処理方法。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フェノール類化合物含有排水を処理する技術に関し、さらに、具体的には、アルカリゲネス属微生物の増殖方法、フェノール類化合物含有排水の処理方法および処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
活性汚泥法など混合微生物を用いる排水処理法が種々知られている。フェノール類化合物は生物毒性があり、この様な混合微生物を用いる排水処理法では処理が効率良く行われない場合がしばしばある。これはこの様な混合微生物の中にフェノール類を分解する微生物が存在しないか、存在してもごく低濃度であるためと考えられる。
【０００３】
このような場合、フェノール類化合物を分解する能力を有する微生物を増殖させることにより、混合微生物系のフェノール類化合物分解能力を高め、フェノール類化合物含有排水を処理することが有効であると考えられる。しかし、フェノール類化合物を分解する能力を有する微生物を他の微生物群に対して選択的に増殖させる手法は特に知られておらず、フェノール類化合物を分解する能力を有する微生物としてのアルカリゲネス属微生物をあらかじめ増殖させておき、混合微生物系に投入し、高濃度に維持してアルカリゲネス属微生物の活性を高めることが試みられている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０８−３２３３８９公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、アルカリゲネス属微生物等のフェノール類化合物を分解する能力を有する微生物をあらかじめ増殖させておき、混合微生物系に投入する場合には、アルカリゲネス属微生物をまず単離して、フェノール類化合物を分解する能力の高い菌株を特定し、その菌株に適した培養条件で増殖させる必要があり、大量増殖に限定された条件が必要になるとともに、大掛かりな培養装置を必要とするという問題点がある。また、増殖した菌株がそのまま、フェノール類化合物含有排水中の環境下に適応するとは限らず、実際には高濃度の種菌製剤を長期にわたって適用して初めて、排水処理に有効な混合微生物系が確立する場合があるにとどまるという実情があって、微生物の増殖コストがかさみ、混合微生物系の立ち上げ期間が長期化する傾向があった。
【０００６】
したがって、本発明は上記実状に鑑み、さらに簡便、容易、かつ安価に、フェノール類化合物を分解する能力を有する微生物を含む混合微生物系を確立する技術を提供するとともに、フェノール類化合物を効率よく浄化する技術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】
【０００７】
本発明者らは、鋭意研究の結果、フェノール類化合物を分解する能力を有する微生物としてのアルカリゲネス属微生物は、一般の汚泥中に極めて微量ながら存在する可能性があり、その汚泥を担体の存在下に連続曝気条件下でフェノール類化合物含有排水に馴化すると、そのきわめて微量のアルカリゲネス属微生物であっても、その汚泥中における主たる微生物の一つといえるまでに選択的に増殖されることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【０００８】
〔構成１〕
すなわち、上記目的を達成するための本発明のアルカリゲネス属微生物の増殖方法の特徴構成は、ポリプロピレン製の糸状体を見かけ比重４０ｇ／Ｌ〜９０ｇ／Ｌの塊状に集合させてなり、前記糸状体の表面平滑度（Ｒａ）が０．１μｍ〜０．５μｍである通気性を有する担体と、汚泥とをフェノール類化合物含有排水を収容する水処理槽内に収容し、連続曝気条件下で、前記水処理槽内にフェノール類化合物のＣＯＤｃｒ容積負荷率を経時的に上昇させつつフェノール類化合物含有排水を流通させて、アルカリゲネス属微生物を他の微生物群に対して選択的に増殖させる増殖させる点にある。 
【０００９】
〔作用効果１〕
つまり、上記新知見によると、汚泥をフェノール類化合物含有排水を収容する水処理槽内に収容し、連続曝気条件下で、フェノール類化合物含有排水を流通させる場合に、ポリプロピレン製の糸状体を見かけ比重４０ｇ／Ｌ〜９０ｇ／Ｌの塊状に集合させてなり、前記糸状体の表面平滑度（Ｒａ）が０．１μｍ〜０．５μｍである通気性を有する担体と、汚泥とを併せて収容しておくことにより、担体のない場合には、実質的に増殖させられなかったアルカリゲネス属微生物を、他の微生物群に対して選択的に増殖させることができたのである。 
【００１０】
ここで、アルカリゲネス属微生物の増殖には、十分高い酸素濃度が必要であることから、そのアルカリゲネス属細菌の付着する担体としては、通気性を有するものが使用される。そして、連続曝気条件とすることで、上記十分高い酸素濃度が実現されるとともに、担体に付着しすぎた汚泥を剥離除去する作用を期待することができる。
【００１１】
なお、本発明者らが後述の実施例等により新たに見出した知見によると、アルカリゲネス属微生物は、汚泥中に存在する他の微生物群に比べて担体に付着する付着能力が高く、連続曝気条件下で常時剥離作用を受ける環境下では、担体に対する付着能力の差も大きくなり、アルカリゲネス属微生物が他の微生物群に対して選択的に増殖しやすい環境となっていることもうかがえる。
【００１２】
なお、フェノール類化合物含有排水を前記水処理槽内に流通させる場合には、一般に知られる馴化の手順として、前記水処理槽内にフェノール類化合物を、初期的には比較的低濃度で流通させ、次第に高い濃度のフェノール類化合物を流通させるように濃度を調整するか、あるいは一定濃度のフェノール類化合物含有排水の供給量を少量から徐々に増量し、微生物群が急激な環境の変化にさらされ、必要とされる微生物まで全滅するようなことの無いように、経時的にフェノール類化合物のＣＯＤｃｒ容積負荷率を上昇させつつ行うものとする。
【００１３】
なお、本発明に言うフェノール類化合物とは、フェノールのほかに、フェノール骨格を有する種々の物質、例えばフェノールに他の種々の置換基を有する物質をも含むものとする。例えばフェノール、カテコール、クレゾール、クロロフェノール、サリチル酸等が挙げられる。また、フェノール類化合物含有排水としては、例えば石油工場排水、鉄鋼業排水、化学工場排水、食品加工工場排水等種々の産業排水が例示される。
【００１４】
さらに、アルカリゲネス属微生物としてはアルカリゲネスフェカリス（Ａｌｃａｌｉｇｅｎｅｓ  ｆａｅｃａｌｉｓ）、アルカリゲネスｓｐ．（Ａｌｃａｌｉｇｅｎｅｓ  ｓｐ．）、アルカリゲネス・キシロソキシダンス（Ａｌｃａｌｉｇｅｎｅｓ  ｘｙｌｏｓｏｘｉｄａｎｓ）、アルカリゲネス‐ユートロフス（Ａｌｃａｌｉｇｅｎｅｓ  ｅｕｔｒｏｐｈｕｓ）、アルカリゲネスレータス（Ａｌｃａｌｉｇｅｎｅｓ  ｌａｔｕｓ）等の種が知られており、フェノール類化合物に対する分解能力を有することが知られている。
【００１５】
〔構成２〕
前記アルカリゲネス属微生物が、アルカリゲネスフェカリス、アルカリゲネスｓｐ．から選ばれる少なくとも一種の微生物を主体とするものであってもよい。
【００１６】
〔作用効果２〕
アルカリゲネス属微生物は、フェノール類化合物に対する分解能力を有することが知られているが、中でも、アルカリゲネスフェカリス、アルカリゲネスｓｐ．に属する菌株には、実際にフェノール類化合物を資化していることが明らかになっているものが知られており、本発明者らも確認しているので、このようなアルカリゲネス属微生物が他の微生物群に対して選択的に増殖している場合、フェノール類化合物含有排水を効率よく浄化できる環境が整っていることを確認するための指標とすることができる。
【００１７】
なお、前記フェノール類化合物含有排水が、クレゾールを含有するものとしてもよい。
フェノール類化合物含有排水としては、フェノール、カテコール、クレゾール、クロロフェノール、サリチル酸等のフェノール類化合物を含有する排水が挙げられるが、特に生物毒になりやすく浄化処理が困難なクレゾールに関しては、他に代替となる簡易な浄化方法が少ないため、本発明のアルカリゲネス属微生物の増殖方法により、クレゾール分解性の高いアルカリゲネス属微生物を有効に増殖することができれば、クレゾール含有排水の浄化に有効利用することができるようになるので、利用価値は高い。
【００１８】
〔構成３〕
前記フェノール類化合物のＣＯＤｃｒ容積負荷率を経時的に上昇させつつフェノール類
化合物含有排水を流通させる際に、前記フェノール類化合物含有排水のＣＯＤｃｒ容積
負荷率を２〜１０ｋｇ／ｍ3・日の範囲となるように調整することができる。 
【００１９】
〔作用効果３〕
上記アルカリゲネス属微生物の増殖方法を行う際に、フェノール類化合物含有排水の
ＣＯＤｃｒ容積負荷率を２〜１０ｋｇ／ｍ3・日の範囲となるように調整すると、高いフ
ェノール類化合物濃度環境下であっても、フェノール類化合物浄化能力が期待できるアル
カリゲネス属微生物を増殖できるので好ましい。 
【００２０】
〔構成４〕
また、本発明のフェノール類化合物含有排水の処理方法の特徴構成は、上述のように増殖させられたアルカリゲネス属微生物を収容してなる接触曝気槽内に、フェノール類化合物含有排水を流通させて、フェノール類化合物含有排水を生分解処理する点にある。
【００２１】
〔作用効果４〕
上述のように増殖させられたアルカリゲネス属微生物は、フェノール類化合物を分解浄化する性質を有しており、汚泥中における主な微生物の一つとなっているので、フェノール類化合物含有排水を流通させた場合に、フェノール類化合物を分解浄化して低減することができる。また、このように増殖されたアルカリゲネス属微生物は、増殖させた環境をそのまま利用して、フェノール類化合物含有排水の処理に供することができるので、効率よく利用することができる。
【００２２】
〔構成５〕
また、前記接触曝気槽で処理されたフェノール類化合物含有排水を、さらに他の水処理槽に供給することもできる。
【００２３】
〔作用効果５〕
接触曝気槽で排水を汚泥処理すると、排水中には排水を処理して増殖した微生物が余剰汚泥として含まれる。このような余剰汚泥は沈殿除去されにくいため、そのまま排水を放流すると、排水中に余剰汚泥が混入して水質の低下をきたすことがある。そこで、処理されたフェノール類化合物含有排水を、さらに他の水処理槽に供給することにより、排水中の余剰汚泥を除去するとともに、さらに残留する有機成分等を分解処理することによってより清浄な排水として放流することができるようになり、排水を放流した際の負荷をより低減することができるので好ましい。
【００２４】
〔構成６〕
また、フェノール類化合物含有排水がフェノール類化合物としてフェノールおよびクレゾールを含有し、フェノール濃度の二分の一とクレゾール濃度の和として求められるクレゾール換算濃度が、２００ｍｇ／Ｌ以上〜１３５０ｍｇ／Ｌ以下となるように、フェノール類化合物含有排水を希釈して供給することが好ましい。
【００２５】
〔構成７〕
また、フェノール類化合物含有排水がフェノール類化合物としてクレゾールのみを含有し、クレゾール濃度が、２００ｍｇ／Ｌ以上〜１３５０ｍｇ／Ｌ以下となるように、フェノール類化合物含有排水を希釈して供給することが好ましい。 
【００２６】
〔構成８〕
また、フェノール類化合物含有排水がフェノール類化合物としてフェノールのみを含有し、フェノール濃度が、４００ｍｇ／Ｌ以上〜２７００ｍｇ／Ｌ以下となるように、フェノール類化合物含有排水を希釈して供給することが好ましい。 
【００２７】
〔作用効果６〜８〕
上述のフェノール類化合物含有排水の処理方法において、フェノール類化合物含有排水に含まれるフェノール類化合物としては、比較的分解処理されやすいフェノールと、比較的分解処理されにくいクレゾールとが混在している場合がある。このような場合、本発明のアルカリゲネス属微生物の増殖方法により増殖されたアルカリゲネス属微生物によるフェノールおよびクレゾールの処理能力は、後述の実施例よりほぼ２：１となっていることが分かった。また、上述の微生物によるフェノール類化合物の処理能力の上限は、ほぼ１３５０ｍｇ／Ｌとなっていることも分かった。したがって、クレゾール濃度あるいはクレゾール換算濃度が１３５０ｍｇ／Ｌ以下、あるいは、フェノール類化合物含有排水がフェノール類化合物としてフェノールのみを含有する場合にあっては、フェノール濃度が、４００ｍｇ／Ｌ以上〜２７００ｍｇ／Ｌ以下としてあれば、効率よくフェノール類化合物を分解処理することができ、２００ｍｇ／Ｌ以上としてあれば、希釈に要する希釈水を節約でき、また、処理対象の排水量をあまりに増加させすぎなくてもよいから、水処理槽の容積を小さく設計しても十分量のフェノール類排水を処理することができるので好適である。 
【発明の効果】
【００３３】
したがって、簡便、容易、かつ安価に、フェノール類化合物を分解する能力を有する微生物を含む混合微生物系を確立し、フェノール類化合物を効率よく浄化することができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明のフェノール類化合物含有排水の処理装置のフロー図
【図２】本発明で用いる担体の模式図
【図３】本発明の長期処理試験の結果を示すグラフ
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下に、本発明のフェノール類化合物含有排水の処理方法を、アルカリゲネス属微生物増殖用担体、および、アルカリゲネス属微生物の増殖方法、および、フェノール類化合物含有排水の処理装置の順に説明し、さらに具体的に明らかにする。なお、以下に好適な実施例を記すが、これら実施例はそれぞれ、本発明をより具体的に例示するために記載されたものであって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々変更が可能であり、本発明は、以下の記載に限定されるものではない。
【００３６】
〔アルカリゲネス属微生物増殖用担体〕
本発明のフェノール類化合物含有排水の処理方法に用いられるアルカリゲネス属微生物増殖用担体（以下単に担体と称する場合もある）は、表面の粗度が低く、閉塞しにくい構造のものが好適に使用される。具体的には、このような担体としてポリプロピレン製糸状体を塊状に集合させてなる形状の担体、（たとえば、バクターコアＢ（株式会社森本組製）、１個あたりの見かけ容積１．９５Ｌ、直径２００ｍｍ、重量１２０ｇ、見かけ比重６０ｇ／Ｌ、総表面積０．３９ｍ2、比表面積３３ｃｍ2／ｇ：図２参照）が好適に用いられる。このような担体は、ポリプロピレンの表面平滑な性質から、一般的な微生物が付着しにくい性質をもつところ、アルカリゲネス属微生物は、汚泥中に存在する他のＰｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ属等の微生物に比べて、比較的付着しやすいことが本発明者らにより明らかになり、このような担体を用いて汚泥をフェノール類化合物含有排水に馴養させると、その汚泥中におけるフェノール類化合物分解能力を有するアルカリゲネス属微生物存在比率を次第に増加させることができるため、フェノール類化合物分解能力をきわめて高く向上させることができる。
【００３７】
同様の担体としては、表面平滑なポリプロピレン樹脂製の糸状体を見かけ比重４０ｇ／Ｌ〜９０ｇ／Ｌの塊状に集合させて高い通気性を実現可能な空隙率の高い担体であれば有効に利用することができる。糸状体の表面平滑度（Ｒａ）が、０．１μｍ〜０．５μｍであると、その糸状体に対するアルカリゲネス属微生物と、その他の微生物との付着性の差が出やすく、アルカリゲネス属微生物存在比率を増加させやすくなるので好ましい。すなわち、前記ポリプロピレン製糸状体の表面平滑度（Ｒａ）が、０．１μｍ〜０．５μｍであると、アルカリゲネス属微生物と他の微生物群との担体に対する付着性の差異がより大きく現れる。また、ポリプロピレン製糸状体を見かけ比重４０ｇ／Ｌ〜９０ｇ／Ｌの塊状に集合させてあれば、その担体に対する通気性が高く、連続曝気条件により供給される気泡が前記糸状体の表面に接触して、付着した微生物膜を剥離する作用を発揮しやすくなり、その作用に基づいて、アルカリゲネス属微生物と他の微生物群との担体に対する付着性の差異が大きく現れることになる。すなわち、微生物膜が担体から剥離する際に、付着性の高いものが有利に担体上に残留する作用が無数に繰り返されると、わずかでも付着性の高い微生物のみが最終的に担体上に増加することになる。
【００３８】
〔アルカリゲネス属微生物の増殖方法〕
汚泥と上記担体とをフェノール類化合物含有排水を収容する水処理槽内に収容し、連続曝気条件下で、前記水処理槽内にフェノール類化合物のＣＯＤｃｒ容積負荷率を経時的に上昇させつつフェノール類化合物含有排水を流通させて、馴養することにより、アルカリゲネス属微生物が選択的に増殖させられる。これは、アルカリゲネス属微生物が他の微生物に比べて上記担体に対して付着育成しやすいことに加えて、上記担体は通気性が高く、担体に対して付着しにくい微生物の剥離が促進されること、アルカリゲネス属微生物自体が大量の酸素存在下で好適に増殖すること、によってきわめて効率よく選択的な増殖が可能になったためと考えられる。
【００３９】
このような増殖方法によれば、アルカリゲネス属微生物がほとんど存在しない（１％未満、不検出）汚泥から、アルカリゲネス属微生物が１０％以上存在する状況にまで増殖させることができ、
【００４０】
〔フェノール類化合物含有排水の処理装置〕
本発明のフェノール類化合物含有排水の処理装置は、図１に示すように、前記担体１１を充填してあるとともに、フェノール類化合物含有排水を供給する供給部１２および、処理済みの排水を排出する排水部１３を有し、フェノール類化合物の生分解処理可能な水処理槽としての接触曝気槽１０を備える。前記担体１１は、図２に示すように、表面平滑なポリプロピレン樹脂製の糸状体を見かけ比重４０ｇ／Ｌ〜９０ｇ／Ｌの塊状に集合させて高い通気性を実現可能なものであって、表面平滑度（Ｒａ）が、０．１μｍ〜０．５μｍである。この担体は、前記接触曝気槽内に設けられたエクスパンドメタル等からなるネット状部材１４により上下を仕切られた空間内に、十分な通気性を確保できる程度の充填度で保持固定される。また、前記空間下側のネット状部材１４の下方側には、散気管１５が設けられ、前記散気管からの散気により、前記担体１１の全領域に十分な空気を供給し、アルカリゲネス属微生物の良好な育成を維持できるとともに、担体に付着した余剰汚泥を剥離除去して、担体１１の適正な通気性を維持できるように構成してある。これにより、前記供給部１２より供給されるフェノール類化合物含有排水は、担体１１により増殖させたアルカリゲネス属微生物により生分解処理される。
【００４１】
また、接触曝気槽１０の下流側には、内部に活性汚泥を収容するとともに、前記接触曝気槽１０において処理されたフェノール類化合物含有排水を、前記排水部１３より受け入れる受入部２１を備えるとともに、活性汚泥処理する活性汚泥処理槽２０を設け、排水部２２より放流可能に構成してある。この活性汚泥処理槽２０は、散気管２３を備え、槽内に受け入れた排水に空気を供給するとともに、撹拌し、汚泥処理可能にしてあるが、先の接触曝気槽１０とは、固定の担体１１を備えない点で異なる。
【００４２】
また、前記活性汚泥処理槽２０の下流側には、活性汚泥処理槽２０において処理済みの排水を前記排水部２２より受け入れる受入部３１を備えるとともに、前記排水中に含まれる汚泥を沈殿除去し、清浄な上澄液のみを外部に放流可能にする放流部３２を備えた沈殿槽３０を設けて構成してある。さらに、前記沈殿槽３０から処理済みの排水を放流する放流部３２には、放流される処理済みの排水の一部を前記供給部１２に返送する返送部４０を設けてあり、返送される処理済みの排水によりフェノール類化合物含有排水の原水を希釈して、原水に含まれるフェノール類化合物濃度を１５００ｍｇ／Ｌ以下にまで低下させる構成としてある。また、前記沈殿槽３０の下方には、下方に沈殿、蓄積される余剰汚泥を引き抜き、一部または全部を前記活性汚泥処理槽２０に返送する汚泥返送部３３が設けられている。
【００４３】
〔フェノール類化合物含有排水の処理方法〕
（実施例１）アルカリゲネス属微生物の増殖
担体として上述のバクターコアＢを、みかけ体積率５５％で充填した直径１３０ｍｍ、有効水深４５０ｍｍ、有効容積６Ｌの円筒型水槽に、フェノール、クレゾールを含む排水と水道水と化学工場から採取した汚泥を添加し、フェノール濃度６００ｍｇ／Ｌ、クレゾール濃度３００ｍｇ／Ｌ、ＣＯＤｃｒ濃度３４００ｍｇ／Ｌ、ＳＳ濃度３０００ｍｇ／Ｌとなるように模擬排水を添加した。
【００４４】
槽下部から全面曝気により８Ｌ／ｍｉｎの流量で空気を常時吹き込んで前記模擬排水を処理したところ、２４時間後、ＣＯＤｃｒ濃度が８０％以上減少した。その後、槽内の液を一部引き抜き、模擬排水を追加し、再びＣＯＤｃｒ濃度３４００ｍｇ／Ｌとなるように調整し、同様に同じ操作をさらに２回繰り返した。その後、模擬排水の連続供給を行った。排水性状は、平均値でフェノール濃度６００ｍｇ／Ｌ、クレゾール濃度３００ｍｇ／Ｌ、ＣＯＤｃｒ濃度３４００ｍｇ／Ｌとなるように調整した。供給量を段階的に増加させ、ＣＯＤｃｒ容積負荷率２．５ｋｇ／ｍ3・日、５．０ｋｇ／ｍ3・日、８．０ｋｇ／ｍ3・日の条件で各１週間処理した後、ＣＯＤｃｒ容積負荷率９．１ｋｇ／ｍ3・日で５０日間処理を継続した。
すなわち、接触曝気槽に供給するフェノール類化合物のＣＯＤｃｒ容積負荷率を経時的に上昇させつつフェノール類化合物含有排水を流通させて、汚泥を馴養した。なお、本実施例においては、供給量を段階的に増加させてＣＯＤｃｒ容積負荷率を上昇させたが、フェノール類化合物濃度を低濃度から次第に高濃度に調整して供給しても構わない。
【００４５】
処理後の担体に付着していた汚泥を採取し、ランダムに採取した９６の微生物についてクローンライブラリー法により遺伝子を解析し、微生物の属、種を特定した。
【００４６】
その結果、Ａｌｃａｌｉｇｅｎｅｓ  ｆａｅｃａｌｉｓ  ｓｔｒａｉｎ  Ｇｏｌｄ  １０が６クローン、Ａｌｃａｌｉｇｅｎｅｓ  ｓｐ．  Ｆ１が４クローン、Ａｌｃａｌｉｇｅｎｅｓ  ｓｐ．  Ｘ９−３が４クローン、Ａｌｃａｌｉｇｅｎｅｓ  ｆａｅｃａｌｉｓ  ｓｔｒａｉｎ  ＫＳ３が２クローンの合計１６クローン検出された。すなわち、アルカリゲネス属微生物が１７％の存在割合で確認された。
【００４７】
（比較例１）
実施例１において、処理前の汚泥からランダムに採取した９６の微生物についてクローンライブラリー法により遺伝子を解析し、微生物の属、種を特定したところ、アルカリゲネス属微生物は検出されなかった。
【００４８】
すなわち、実施例１と比較例１とを対比すると、担体の存在により、アルカリゲネス属微生物は、極めて少量（１％未満）から汚泥の主な活性種といえる割合にまで、効率よく、他の微生物群に対して選択的に増殖させられることがわかった。特に、前記アルカリゲネス属微生物は、アルカリゲネスフェカリス、アルカリゲネスｓｐ．から選ばれる少なくとも一種の微生物を主体とするものであり、フェノール類化合物を資化できるものとなっているため、高いフェノール類化合物処理能力も期待できる。なお、ここで、アルカリゲネス属微生物は１７％まで増殖しており、後述の実施例より、安定した排水処理効率を発揮することが確認されている。この排水処理状況を観測すると、アルカリゲネス属微生物が１０％以上程度まで増殖していれば、同様の安定した排水処理効率が期待できるとともに、５０％程度まで増殖させることは技術的にも期間的にも容易に行えることが推測された。
【００４９】
（実施例２）アルカリゲネス属微生物によるフェノール類化合物含有排水処理
【００５０】
（実施例２−１）フェノール類化合物含有排水がフェノールおよびクレゾールを含有
実施例１の手順にしたがって汚泥を馴養し、アルカリゲネス属微生物を付着させてある担体を充填した接触曝気槽を用い、ＣＯＤｃｒ容積負荷率９．１ｋｇ／ｍ3・日でフェノール濃度６００ｍｇ／Ｌ、クレゾール濃度３００ｍｇ／Ｌ、ＣＯＤｃｒ濃度３４００ｍｇ／Ｌの排水を処理したところ、平均ＣＯＤｃｒ除去率７０％、フェノール除去率９８％、クレゾール除去率９８％であった。
【００５１】
（比較例２−１）通常の汚泥によるフェノール類化合物含有排水処理
化学工場の汚泥をそのまま用い、直径１３０ｍｍ、有効水深４５０ｍｍ、有効容積６Ｌの円筒型水槽に、上記担体を充填することなく、ＣＯＤｃｒ容積負荷率３．４ｋｇ／ｍ3・日の条件下、フェノール濃度７１０ｍｇ／Ｌ、クレゾール濃度３５０ｍｇ／Ｌ、ＣＯＤｃｒ濃度３４００ｍｇ／Ｌの排水を処理したところ、ＣＯＤｃｒ除去率６％とほとんど処理されなかった。
【００５２】
（実施例２−２）フェノール類化合物含有排水がクレゾールのみ含有
また、実施例２−１と同様に、フェノール類化合物含有排水を、クレゾール濃度を単独で８８０ｍｇ／Ｌ含有するものに変更し、処理したところ４８時間後のクレゾール除去率は８４％であった。
【００５３】
（実施例２−３）フェノール類化合物含有排水がクレゾールのみ高濃度に含有
また、実施例２−１と同様に、フェノール類化合物含有排水を、クレゾール単独で１３００ｍｇ／Ｌ含有するものに変更し、処理したところ、７２時間後のクレゾール除去率は約８５％であった。
【００５４】
（実施例２−４）フェノール類化合物含有排水がクレゾールのみ高濃度に含有
また、実施例２−１と同様に、フェノール類化合物含有排水を、クレゾール単独で１４００ｍｇ／Ｌ含有する物に変更し、処理したところ、７２時間後のクレゾール除去率は、４８％であった。これにより、１３５０ｍｇ／Ｌ程度までは極めて高い除去効率を維持できることがわかった。
【００５５】
（実施例２−５）フェノール類化合物含有排水がフェノールのみ含有
また、実施例２−１と同様に、フェノール濃度を１７００ｍｇ／Ｌのものに変更し、同様に排水を処理したところ、４７時間後のフェノール除去率は８４％であった。
【００５６】
以上の結果より、フェノール類化合物含有排水がフェノールおよびクレゾールを含有する場合、上述の増殖方法により増殖させられたアルカリゲネス属微生物は、フェノール類化合物含有排水を効率よく分解処理することができることが明らかになった（実施例２−１、比較例２−１）。また、フェノールのみを含有するフェノール類化合物含有排水とクレゾールのみを含有するフェノール類化合物含有排水とをそれぞれ同様の条件で排水処理をしたところ、４８時間後の除去率が８５％を下回る上限濃度がほぼ２：１であるから（実施例２−２、実施例２−５）、本発明のアルカリゲネス属微生物の増殖方法により増殖されたアルカリゲネス属微生物によるフェノールおよびクレゾールの処理能力は、ほぼ２：１であることがわかった。また、クレゾール濃度を指標に本発明のアルカリゲネス属微生物の増殖方法により増殖されたアルカリゲネス属微生物によるフェノール類化合物の処理能力を調べると（実施例２−３、実施例２−４）、１３５０ｍｇ／Ｌ程度を境に急激に処理能力の低下がみられることから、フェノール類化合物としてクレゾールを主成分として含有する物を想定した場合、クレゾール濃度が、２００ｍｇ／Ｌ以上〜１３５０ｍｇ／Ｌ以下となるように、フェノール類化合物含有排水を希釈して処理することが望ましいことがわかる。これらの状況を総合すると、フェノール類化合物含有排水がフェノール類化合物としてフェノールおよびクレゾールを含有し、フェノール濃度の二分の一とクレゾール濃度の和として求められるクレゾール換算濃度が、２００ｍｇ／Ｌ以上〜１３５０ｍｇ／Ｌ以下となるように、フェノール類化合物含有排水を希釈して供給することが好ましいことも分かる。
【００５７】
以上の比較により、担体を用いて増殖させた微生物群は、非常に高い容積負荷率でフェノール類化合物含有排水を処理することが可能となり、小さな水槽で処理が可能となることが示された。
【００５８】
（実施例３）アルカリゲネス属微生物による高濃度フェノール類化合物含有排水処理
実施例１の手順にしたがって汚泥を馴養し、アルカリゲネス属微生物を付着させてある担体を充填した接触曝気槽を用い、ＣＯＤｃｒ容積負荷率６．９ｋｇ／ｍ3・日でフェノール濃度９００ｍｇ／Ｌ、クレゾール濃度４５０ｍｇ／Ｌ、ＣＯＤｃｒ濃度４６００ｍｇ／Ｌの排水を処理したところ、ＣＯＤｃｒ除去率７９％、フェノール除去率９３％、クレゾール除去率９３％であった。
【００５９】
（実施例４）
実施例１の手順にしたがって汚泥を馴養し、アルカリゲネス属微生物を付着させてある担体を充填した接触曝気槽を用い、ＣＯＤｃｒ容積負荷率９．１ｋｇ／ｍ3・日の条件下、フェノール濃度１５００ｍｇ／Ｌ、クレゾール濃度１０００ｍｇ／Ｌ、ＣＯＤｃｒ濃度８６００ｍｇ／Ｌの排水を処理したところ、ＣＯＤｃｒ除去率３１％、フェノール除去率３６％、クレゾール除去率５１％であった。
【００６０】
以上の比較により、上記処理方法により、フェノール１５００ｍｇ／Ｌかつクレゾール１０００ｍｇ／Ｌの排水に対して、フェノール９００ｍｇ／Ｌかつクレゾール４５０ｍｇ／Ｌの排水は、より高効率に処理されていることがわかる。その結果、前記フェノール類化合物含有排水の最終的なフェノール類化合物の濃度を、フェノール濃度が５００ｍｇ／Ｌ〜１５００ｍｇ／Ｌ、クレゾール濃度が２００ｍｇ／Ｌ〜６００ｍｇ／Ｌとなるように調整することがより好ましいことがわかった。
【００６１】
（比較例４−１）
比較例２−１において用いるフェノール類化合物含有排水を、クレゾール濃度を単独で１１００ｍｇ／Ｌで含有するものに変更し、同様に排水を処理したところ、７２時間後のクレゾール除去率は４１％であった。
【００６２】
（比較例４−２）
比較例２−１において用いるフェノール類化合物含有排水を、クレゾール濃度を単独で５２０ｍｇ／Ｌで含有するものに変更し、同様に排水を処理したところ、７２時間後のクレゾール除去率が８４％であった。
【００６３】
実施例２−３と上記比較例との比較から、クレゾール濃度５２０ｍｇ／Ｌ程度の排水は、従来の活性汚泥処理槽においてある程度浄化処理可能であるものの、１１００ｍｇ／Ｌ程度まで高濃度の排水は処理困難である（比較例４−１，４−２）のに対し、担体を用いて処理する場合は１３００ｍｇ／Ｌの排水でも処理することが可能であり（実施例２−３）、クレゾール濃度６００〜１５００ｍｇ／Ｌまでの排水に対しては本発明のフェノール類化合物含有排水の処理方法を用いることで初めて処理可能となることが示された。また、これを受けて、前記接触曝気槽において処理されたフェノール類化合物含有排水を受け入れて処理する水処理槽を設けてあると、前記接触曝気槽でクレゾール濃度を６００ｍｇ／Ｌを下回る程度に処理するとともに、前記水処理槽として従来の活性汚泥処理槽を用いることによっても、さらに高度な処理が行えることがわかる。さらに、沈殿槽を設けた構成とすると放流される処理済みの排水の水質をきわめて清浄なものとできることも分かる。
【００６４】
また、放流される処理済みの排水の一部を前記供給部に返送する返送部を設け、返送される処理済みの排水によりフェノール類化合物含有排水の原水を希釈して、原水に含まれるフェノール類化合物濃度を１５００ｍｇ／Ｌ以下にまで低下させることにより、前記フェノール類化合物としてクレゾールが主体となっている排水も十分処理可能になるとともに、放流される排水量および希釈に用いる水量を減少させられることが明らかである。
【００６５】
（実施例５）長期処理試験
実施例１において用いるフェノール類化合物含有排水を、フェノール濃度９００ｍｇ／Ｌクレゾール濃度４５０ｍｇ／Ｌのものに変更し、長期的に排水処理をおこなったところ、排水中のＴＯＣ濃度が図３のように推移した。
【００６６】
図より、本発明のフェノール類化合物含有排水の処理方法によると、フェノール類化合物含有の高ＴＯＣ排水を、長期にわたって安定的に、ＴＯＣ８００ｍｇ／Ｌ以下にまで浄化することができることがわかる。また、上記フェノール類化合物含有排水の処理装置の運転状況から、ＣＯＤｃｒ容積負荷率にして２〜１０ｋｇ／ｍ3・日程度の処理が可能であることもあきらかになった。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明によると、さらに簡便、容易、かつ安価に、フェノール類化合物を分解する能力を有する微生物を含む混合微生物系を確立し、フェノール類化合物を効率よく浄化することができる水処理設備を提供することができる。
【符号の説明】
【００６８】
１０        ：接触曝気槽
１１        ：担体
１２        ：供給部
１３        ：排水部
１４        ：ネット状部材
１５        ：散気管
２０        ：活性汚泥処理槽
２１        ：受入部
２２        ：排水部
２３        ：散気管
３０        ：沈殿槽
３１        ：受入部
３２        ：放流部
３３        ：汚泥返送部
４０        ：返送部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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