(57)【要約】【課題】水環境あるいは土壌から窒素除去を効果的に行う。【解決手段】活性汚泥などをＰＣＬを含む無機培地（ＰＣＬＮ）培地で、脱窒条件下で培養する。これによって、生分解性プラスチックを電子供与体として脱窒条件下で生育可能な複合微生物群集が集積培養される。そして、培養された複合微生物群集を生分解性プラスチック粉末あるいは成形固形物とともに、水溶液、廃水、水環境、土壌に添加することにより、対象環境の窒素除去を行う。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
生分解性プラスチックであるポリカプロラクトン（以下ＰＣＬという）、ＰＣＬ誘導体またはこれらの混合物を微生物の電子供与体として利用し、環境汚染物質を除去することを特徴とする環境浄化方法。
【請求項２】
生分解性プラスチックであるＰＣＬ、ＰＣＬ誘導体、またはこれらの混合物を脱窒微生物の電子供与体として利用して土壌又は水中の窒素除去を行うことを特徴とする窒素除去方法。
【請求項３】
生分解性プラスチックであるＰＣＬ、ＰＣＬ誘導体またはこれらの混合物を被処理対象に添加し、添加したＰＣＬ、ＰＣＬ誘導体またはこれらの混合物を脱窒微生物の電子供与体として利用して窒素除去を行うことを特徴とする窒素除去方法。
【請求項４】
生分解性プラスチックであるＰＣＬ、ＰＣＬ誘導体またはこれらの混合物を担体として窒素含有水中に投入して、ＰＣＬ、ＰＣＬ誘導体またはこれらの混合物を電子供与体として利用する脱窒微生物を集積培養することを特徴とする脱窒微生物の集積培養方法。
【請求項５】
請求項４の集積培養によって得られた脱窒微生物を利用して水中の窒素を除去することを特徴とする窒素除去方法。
【請求項６】
生分解性プラスチックであるＰＣＬ、ＰＣＬ誘導体またはこれらの混合物を担体として窒素含有土壌中に投入して、ＰＣＬ、ＰＣＬ誘導体またはこれらの混合物を電子供与体として利用する脱窒微生物を集積培養することを特徴とする脱窒微生物の集積培養方法。
【請求項７】
請求項６の集積培養によって得られた脱窒微生物を利用して土壌の窒素を除去することを特徴とする窒素除去方法。
【請求項８】
生分解性プラスチックであるＰＣＬ、ＰＣＬ誘導体またはこれらの混合物を担体として窒素含有水中に投入して、ＰＣＬ、ＰＣＬ誘導体またはこれらの混合物を電子供与体として利用する脱窒微生物を生育させるとともに、この担体を投入した窒素含有水への溶存酸素濃度を制御して水中の窒素を除去することを特徴とする窒素除去方法。
【請求項９】
生分解性プラスチックであるＰＣＬ、ＰＣＬ誘導体またはこれらの混合物を担体として窒素含有水中に投入して、ＰＣＬ、ＰＣＬ誘導体またはこれらの混合物を電子供与体として利用する脱窒微生物を生育させるとともに、この担体を投入した窒素含有水のｐＨを制御して水中の窒素を除去することを特徴とする窒素除去方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生分解性プラスチック、生分解性プラスチックを利用する環境浄化に関する。
【０００２】
【従来の技術】
水環境中の窒素は、リンとともに富栄養化の原因となる物質であり、廃水処理において如何に効率的に窒素を除去できるかが重要な課題となっている。また、多量の窒素化合物を含む土壌は、地下水や周辺水環境への硝酸塩汚染の原因となっている。
【０００３】
窒素除去法としては、物理化学的方法と生物学的方法とがあるが、コストや２次処理の面から後者が一般的に用いられている。生物学的窒素除去の原理は、窒素の主体物質である硝酸塩を微生物の脱窒作用により窒素まで還元し、空中に排出することである。この生化学反応においては、順に硝酸還元酵素、亜硝酸還元酵素、一酸化還元酵素、亜酸化窒素還元酵素が作用し、それぞれが基質からの電子を用いて窒素化合物を還元することにより脱窒までに至る。
【０００４】
現行の廃水処理過程では有機物（ＢＯＤ源）除去が行われた後、窒素除去工程に至るため、窒素除去に必要な有機物、すなわち電子供給源が不足しやすい。それ故、微生物が利用しやすい電子供与体を如何に確保するかが、窒素除去における効率上昇の鍵である。
【０００５】
現在窒素除去過程においては、廃水の前処理で得られた懸濁浮遊物（ＳＳ）を電子供与体として用いるか、または系外からメタノール、酢酸などの低分子有機物を電子供与体として添加している。しかし、これらの方法ではメタノール、酢酸などを用意しなければならず、労力や時間的に余分な工程が必要となり、また有機物添加による２次有機汚濁の懸念される等の欠点がある。
【０００６】
上記の問題を克服する手段の一つとして、固形有機物を電子供与体として用いるいわゆる固相脱窒法が考えられる。既に、木片等の固体担体を水中に浸して窒素除去を行うことが経験的に知られている。しかし、これらの方法については、生物学的原理も技術的基盤も十分構築されておらず、安定した処理を行うことは難しい。
【０００７】
また、固形担体として生分解性プラスチックを添加する廃水処理について、いくつかの報告がある。例えば、生分解性プラスチックの材料の一つであるポリβ−ヒドロキシ酪酸（ＰＨＢ）を活性汚泥や廃水中に添加することによる窒素除去を試みた報告がある（非特許文献１）。生分解性プラスチックの材料としてＰＨＢがあり、その生分解特性はよく研究されている（非特許文献２）。また、ＰＨＢの３−ヒドロキシ酪酸（ＨＢ）ユニットの中にヒドロキシ吉草酸（ＨＶ）ユニットを任意に共重合化した生分解性プラスチック（ＰＨＢＶ）は、バイオポールの名で商業生産されている。その分解菌は土壌、海水、下水等のさまざまな環境から見つかっており（非特許文献３）、ＰＨＢＶ分解性の脱窒細菌も報告されている（非特許文献４）。さらに、生物分解性プラスチックを利用する脱窒処理プロセスについての提案もある（特開２０００−１５３２９３号公報）。
【０００８】
【非特許文献１】
田代ら、「水環境学会年会講演要旨集」（２−Ｅ−１４−１）  、１９９８年、、ｐ３１２
【非特許文献２】
斎藤、「生分解性プラスチックハンドブック」  生分解性プラスチック研究会編、エヌ・ティーエス、１９９５、ｐ．４４４〜４５３
【非特許文献３】
山下、「生分解性プラスチックハンドブック」  生分解性プラスチック研究会編、エヌ・ティーエス、１９９５、ｐｐ．５９３〜６００
【非特許文献４】
Ｊ．Ｂｉｅｄｅｒｍａｎｎ  ｅｔ  ａｌ．，Ｃａｎ．Ｊ．Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ．，４３，５６１〜５６８［１９９７］
【特許文献１】
特開２０００−１５３２９３号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
このように、生分解性プラスチックを利用した窒素除去について、いくつかの報告があるが、具体的にどの種類の生分解性プラスチックが窒素除去に特に有効であるか知られておらず、またこれら生分解性プラスチックを用いて安定した窒素除去を行うための技術もほとんど確立されていない。また、ＰＨＢＶは、その生産コストが高いという問題もある。
【００１０】
本発明は、生分解性プラスチックを利用した効率的な環境浄化、特に窒素除去を行う方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
生分解性プラスチックとして、ポリカプロラクトン（ＰＣＬ）があり、土壌中で分解することが知られている。このＰＣＬについては、化学合成により商業生産されている（例えば、ダイセル化学工業製セルグリーンＰＨ）。なお、この誘導体としては、ポリカプロラクトンジオール、ポリカーボネートジオール、ポリカプロラクトンポリオール、ラクトン変性（メタ）アクリレート、ラクトン変性アクリル樹脂、ラクトン変性エポキシ樹脂などがあり、これらも商業生産されている。
【００１２】
本発明は、これらＰＣＬおよびＰＣＬ誘導体、ＰＣＬ混合物を利用することにより、効率的に低コストで環境浄化を行うものである。
【００１３】
本発明では、電子供与体が生分解性プラスチックという固形担体であるため、有機物流出などの２次汚染が解決できる。また、生分解性プラスチックを微生物の固定化材として利用できる。
【００１４】
具体的には、生分解性プラスチックＰＣＬを投入することにより、脱窒機能を有する複合微生物群集を増殖させ、安価で効率的な窒素除去を行う。さらに、溶存酸素濃度およびｐＨを制御することにより、安定した固相窒素除去を行う。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００１６】
ここで、生分解性プラスチックＰＣＬを分解して脱窒反応を行うとされる具体的な微生物種は報告されていない。そこで、既存微生物保存施設より生分解性プラスチック分解菌を入手し、ＰＣＬを唯一の電子供与体とする脱窒活性を試験した。また、活性汚泥、河川水、土壌から生分解プラスチック分解菌を分離し、同様に脱窒活性を試験した。その結果、いずれの微生物株においてもＰＣＬを用いる脱窒活性は認められなかった。
【００１７】
一方、いくつかの都市下水処理場から活性汚泥を入手し、粉末ＰＣＬを混入させ、脱窒条件下（通気なし、撹拌条件）で培養を行った。そして、この過程でＰＣＬ分解性脱窒菌を集積し、かつ窒素除去率の変化をモニタリングした。その結果、ＰＣＬ投入後急激に窒素除去率が上昇し、培養１カ月以降に最大の窒素除去速度が得られることがわかった。また、これらのＰＣＬ集積培養物からＰＣＬ分解性脱窒細菌を分離し、ＰＣＬ集積培養物と同様の窒素除去特性を有することを見いだした。
【００１８】
これについて、図面に基づいて説明すると、図１（ａ）に示すように、都市下水活性汚泥、生物膜、あるいは類似の水処理系混液を用意する。また、硝酸および各種無機塩を含有する培地にＰＣＬを添加したＰＣＬＮ培地を用意し、これを用意した微生物を添加する。そして、脱窒条件下で集積培養する。この際、定期的に上清を培地（ＰＣＬＮ培地からＰＣＬを除いたもの）と入れ替える。これにより、再現性よく容易に窒素除去活性を有するＰＣＬ集積複合微生物を得ることができる。
【００１９】
そして、得られた集積複合微生物を固相脱窒リアクター内のＰＣＬで製作した担体に固着または付着保持し、ここに硝酸または亜硝酸含有水を流通する。ここで、担体は、ＰＣＬを成形し、接触ろ材のような形状としてもよいし、また粉末としてもよい。粉末の場合には、攪拌して浮遊させて利用することが好適である。
【００２０】
このようにして、集積複合微生物によって、脱窒処理が行われ、水中の窒素除去が行える。なお、最初に培養した集積複合微生物を投入すれば、その後は基本的に培養微生物の投入は必要ない。また、ＰＣＬを電子供与体として、脱窒処理を行うと、メタノールなどを電子供与体として利用した場合に比べ、汚泥生成量が少なくなる傾向が見られる。これは、ＰＣＬが微生物が通常体内に蓄積しようとする有機物と類似するため、微生物が体内に蓄積しようとする有機物量が少なくなるためではないかと推察される。
【００２１】
なお、培養物から、ＰＣＬ分解性脱窒菌を分離することも可能であるが、単一のＰＣＬ分解性脱窒菌を用いるよりもむしろ集積複合微生物を利用することで高い窒素除去活性を得ることができることが確認されている。
【００２２】
また、図１（ｂ）に示すように、窒素除去を行いたい処理系（例えば、廃水槽）にＰＣＬを添加し、特定脱窒条件下で一カ月以上馴致する。これにより、図１（ａ）において培養した場合と同様に、ＰＣＬを電子供与体として脱窒処理を行う集積複合微生物を得ることができる。そこで、これをＰＣＬ担体に保持する固相脱窒リアクターによって、同様な処理を行うことができる。
【００２３】
さらに、図１（ａ）、図１（ｂ）においては、処理対象を水としたが、同様の処理効果は土壌系でも達成できる。
【００２４】
この場合、処理対象となる土壌中に、集積複合微生物を保持したＰＣＬ担体を適当な密度で散布または埋設すればよい。
【００２５】
次に、上記複合微生物の集積法、およびその集積培養物を水中の窒素除去法について、さらに具体的に説明する。
【００２６】
まず、活性汚泥または廃水処理系生物膜および生育に適するＰＣＬ入りの無機塩培地（ＰＣＬＮ培地）を培養槽に入れ、３〜４日を一回分とする連続回分（ｓｅｑｕｅｎｃｉｎｇ  ｂａｔｃｈ）培養を行う。培養時は、菌体およびプラスチックが分散するように撹拌するが、通気は行わない。一回分ごとに上清の半分量を新しい無機塩培地と交換する。培養期間内は培養液のｐＨは通常６．５〜８．５の間に保たれているが、このｐＨ範囲を越える場合には回分毎に適宜希硫酸および希カセイソーダを用いてｐＨ調整する。馴致には約一カ月を要し、この培養期間以降の馴致複合微生物を窒素除去のための種菌として利用する。
【００２７】
得られた菌体含有培養液は生分解性プラスチックとともにそのまま廃水に添加してもよいが、培養液を遠心分離または膜分離して得られる菌体を散布してもよい。また、得られた菌体を乾燥して用いることも可能である。水中の窒素濃度に応じて、複合微生物菌体および生分解性プラスチックの添加量は変える。菌体の添加は通常一度のみでよいが、生分解性プラスチックは完全に分解される前に適宜補充添加する。
【００２８】
上記複合微生物の集積法、およびその集積培養物を土壌中の窒素除去に用いる方法は以下の通りである。まず、コンポスト、活性汚泥、あるいは廃水処理系生物膜の一定量と培養土（市販の園芸土で代用できる）を培養槽に入れる。培養槽は植木鉢等で代用してもかまわない。次に、ＰＣＬ入りの無機塩培地（ＰＣＬＮ培地）を培養槽に入れ、３〜４日を一回分とする連続回分（ｓｅｑｕｅｎｃｉｎｇ  ｂａｔｃｈ）静置培養を行う。一回分ごとに培養槽全体をかき混ぜ、新しい無機塩培地を添加する。培養期間内は土壌のｐＨは通常６．５〜８．５の間に保たれているが、このｐＨ範囲を越える場合には回分毎に適宜希硫酸および希カセイソーダを用いてｐＨ調整する。また、培養槽内の含水率は４０％前後に保つようにする。
【００２９】
馴致には約一カ月を要し、この培養期間以降の馴致複合微生物を窒素除去のための種菌として利用する。得られた複合微生物含有土壌は生分解性プラスチックとともにそのまま処理対象となるに土壌系に添加する。得られた菌体含有土壌を乾燥して用いることも可能である。土壌中の窒素濃度に応じて、複合微生物含有土壌および生分解性プラスチックの添加量は変える。菌体含有土壌の添加は通常一度のみでよいが、生分解性プラスチックは完全に分解される前に適宜補充添加する。
【００３０】
処理対象となる水環境中あるいは土壌環境中にＰＣＬを投入し、脱窒条件下で集積培養することにより、馴致された複合微生物群集に変えることができる。この条件下で集積される複合微生物群集には主としてアルカリゲネス科、コマモナス科（ｆａｍｉｌｙ  Ｃｏｍａｍｏｎａｄａｃｅａｅ）の菌属およびシュードモナス属が含まれる。アルカリゲネス科に該当する属としてアルカリゲネス（Ａｌｃａｌｉｇｅｎｅｓ）、アクロモバクター（Ａｃｈｒｏｍｏｂａｃｔｅｒ）がある。また、コマモナス科に該当する属としてアシドボラックス（Ａｃｉｄｏｖｏｒａｘ）、アクアバクテリウム（Ａｑｕａｂａｃｔｅｒｉｕｍ）、ブラキモナス（Ｂｒａｃｈｙｍｏｎａｓ）、コマモナス（Ｃｏｍａｍｏｎａｓ）、デルフティア（Ｄｅｌｆｔｉａ）、ヒドロゲノファーガ（Ｈｙｄｒｏｇｅｎｏｐｈａｇａ）、イデオネラ（Ｉｄｅｏｎｅｌｌａ）、レプトスリックス（Ｌｅｐｔｏｔｈｒｉｘ）、ポーラロモナス（Ｐｏｌａｒｏｍｏｎａｓ）、ロドフェラックス（Ｒｈｏｄｏｆｅｒａｘ）、ロゼアテレス（Ｒｏｓｅａｔｅｌｅｓ）、ルブリビバックス（Ｒｕｂｒｉｖｉｖａｘ）、スフェロティルス（Ｓｐｈａｅｒｏｔｉｌｕｓ）、バリオボラックス（Ｖａｒｉｏｖｏｒａｘ）などがある。
【００３１】
ＰＣＬ集積複合微生物の利用形態としては、生分解性プラスチックに固定化する方法も可能である。この場合、生分解性プラスチック担体に付着や、吸着固定化して添加する方法、生分解性プラスチックのカプセルに包埋して添加する方法のいずれでもよい。
【００３２】
窒素除去に用いる電子供与体としての生分解性プラスチックは主としてＰＣＬ系の固形物である。可塑剤、混合物の投入量は窒素除去に大きな影響を及ぼさない。形態は、粉末、ペレット、フィルム、フィラメント、その他成形固形物のいずれでもよい。
【００３３】
ＰＣＬ集積培養物とＰＣＬ系生分解性プラスチックを用いる窒素除去技術の対象環境としては、種々の有機廃水、無機廃水、し尿、上水用原水、水棲生物用飼育水、地下水、河川、湖などの水環境、および土壌などいずれの環境でもよい。
【００３４】
ＰＣＬ集積複合微生物は、ＰＣＬを唯一の電子供与体として効率的に脱窒反応を行うことができる。ＰＣＬを添加した人工廃水中の窒素除去においては、最大１５ｍｇ硝酸塩−Ｎ／ｈ／ｇ（菌体乾燥重量）の除去速度を達成できる。
【００３５】
窒素除去処理の運転形態として、生分解性プラスチックを添加した水系処理槽では撹拌のみで無曝気とするか、あるいは溶存酸素２ｐｐｍ以下を維持する通気量とする。代替法として、嫌気（撹拌、無曝気）−好気処理（溶存酸素４ｐｐｍ以下）も可能である。溶存酸素濃度４ｐｐｍ以上でも処理は可能であるが、処理効率は低下する。なお、嫌気工程における溶存酸素濃度は例えば０．５ｐｐｍ以下である。嫌気−好気サイクルの時間配分は、通常１：１とするが、アンモニア濃度、硝酸塩濃度、窒素除去速度に応じて変えることが好適である。
【００３６】
上記処理槽内でアンモニア態窒素濃度が硝酸態窒素（硝酸＋亜硝酸）濃度を越えて存在する場合には一槽内で嫌気−好気処理を行うと除去効果を上げることができる。嫌気−好気サイクルの時間配分は１：１とし、嫌気条件は無通気、撹拌のみで溶存酸素を基本的に０．５ｐｐｍ以下に維持し、好気条件では溶存酸素を２〜４ｐｐｍに維持する。また、嫌気槽と好気槽を別々に設け、直列につなぐこともできる。この場合、嫌気槽は常時撹拌、無通気とし、好気槽は常時溶存酸素濃度２〜４ｐｐｍに維持する。
【００３７】
上記水系処理槽ではｐＨ制御によって高い窒素除去率を維持できる。処理槽内の溶存酸素が２ｐｐｍ以下であれば通常ｐＨが大きく変化することはないが、ｐＨ６．５〜８．５を越えた場合には、希硫酸あるいは希カセイソーダを添加して、または他の手段を用いてｐＨ７．５±０．５に調整する。
【００３８】
【実施例】
以下、実施例に基づいて、本発明を詳述する。
【００３９】
実施例１
都市下水活性汚泥にＰＣＬを添加し、脱窒条件下で集積培養し、窒素除去能の高い集積複合微生物が得られた。
培養のための培地としてＰＣＬＮ培地を用いた。
ＰＣＬＮ培地は以下のように調製した。
ＫＮＯ３：２ｇ、（ＮＨ４）２ＳＯ４：１ｇ、ＫＨ２ＰＯ４：１ｇ、ＭｇＣｌ２・２Ｈ２Ｏ：０．２ｇ、ＣａＣｌ２・２Ｈ２Ｏ：０．０５ｇ、微量元素溶液ＳＬ８（表１参照）：１ｍｌを１０００ｍｌの蒸留水に溶解し（ｐＨ７．０とする）、オートクレーブする。
培地は１Ｌ容フラスコに分注し、この培地にＰＣＬ粉末（ダイセル化学工業製）１０ｇを添加して使用した。
【表１】
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【００４０】
都市下水活性汚泥を遠心分離で集め、滅菌した５０ｍＭリン酸緩衝液（ｐＨ７．０）で洗浄した後再沈し、少量の同緩衝液に懸濁した。この汚泥懸濁液を、上記１Ｌフラスコに最終濃度５００〜２０００ｍｇ乾重量／Ｌになるように添加し、マグネティックスターラーで撹拌しながら２５℃で培養を開始した。３〜４日毎に培養上清５００ｍｌを新しいＰＣＬＮ（ＰＣＬを抜いたもの）と交換し、３カ月間培養を続けた。
【００４１】
１週間毎に上記培養フラスコから一定量の汚泥混液を採取し、ＰＣＬＮ培地１０ｍｌとダーラム管を含む２０ｍｌ容試験管４本に懸濁し、余白を同液体培地で満たした後２５℃で培養した。１２時間毎にダーラム管中のガス発生を観察すると同時に、培養液上清中の硝酸イオンおよび亜硝酸イオンをイオンクロマトグラフィー（日立製作所製イオンクロマトグラフＬ７３００）で定量し、窒素除去速度を算出した。また発生するガスをガスクロマトグラフィー（ジーエルサイエンス社製）で分析した。
【００４２】
上記の馴致期間内における窒素除去速度を測定した結果を図２に示す。この図２は、３つの異なる活性汚泥をＰＣＬＮ培地で培養したときの窒素除去活性の変化を示している。このように、馴致一カ月までに除去速度は急激に上昇し、その後定常状態になる。定常状態における平均窒素除去速度は約１１ｍｇ硝酸塩−Ｎ／ｈ／ｇ（菌体乾燥重量）であり、最大で１５ｍｇ硝酸塩−Ｎ／ｈ／ｇの除去速度が得られた。また、発生するガスは窒素ガスであることを確認した。
【００４３】
実施例２
都市下水活性汚泥および硝酸含有下水を用いてＰＣＬ添加および集積複合微生物添加の影響を調べ、窒素除去に積極的効果があることを確認した。
【００４４】
窒素除去リアクターとして、定量ポンプおよびマグネティックスターラーを備えた２Ｌ容三角フラスコを８基用意し、それぞれに０．２％ＫＮＯ３を加えた濾過都市下水５００ｍｌを入れた。これらのフラスコに活性汚泥混液５００ｍｌ、あるいは活性汚泥と上記集積複合微生物を乾燥重量比で１：１に混合した汚泥混液５００ｍｌを添加した。このとき、汚泥菌体初期濃度は全てのリアクターにおいて１０００ｍｇ／１になるように調製した。試験区にはさらにＰＣＬ粉末１００ｇを添加した。これらのリアクターはすべて２５℃、撹拌速度１２０ｒｐｍ／分での条件で運転を行った。一部のリアクターは、さらに溶存酸素２ｐｐｍになるように通気を行ない、好気条件下に置いた。これらの添加物の有無および運転条件の違いによって、下記の２対照区（Ａ１、Ａ２）および６試験区（Ｂ１〜Ｃ３）に分けた。
【００４５】
Ａ１：ＰＣＬ，集積複合微生物添加ともになし。好気培養。
Ａ２：ＰＣＬ，集積複合微生物添加ともになし。好気（１２時間）−嫌気（１２時間）培養。
Ｂ１：ＰＣＬ添加，集積複合微生物無添加。好気培養。
Ｂ２：ＰＣＬ添加，集積複合微生物無添加。好気（１２時間）−嫌気（１２時間）培養。
Ｂ３：ＰＣＬ添加，集積複合微生物無添加。嫌気培養。
Ｃ１：ＰＣＬ添加，集積複合微生物添加。好気培養。
Ｃ２：ＰＣＬ添加，集積複合微生物添加。好気（１２時間）−嫌気（１２時間）培養。
Ｃ３：ＰＣＬ添加，集積複合微生物添加。嫌気培養。
【００４６】
上記リアクターは３〜４日毎に上清５００ｍｌをポンプで引き抜き、新しい０．２％ＫＮＯ３含有下水を５００ｍｌを添加した。この回分処理を２カ月間続けた。適宜上清を採取し、硝酸イオンおよび亜硝酸イオンをイオンクロマトグラフィーで定量して窒素除去速度を算出した。
【００４７】
表２に示すように、リアクターの起ち上げ３日目ではリアクターＣ２、Ｃ３（ＰＣＬ添加、集積複合微生物添加区）において顕著な窒素除去効果を認めた。培養３０日後においては、さらにＰＣＬ添加、集積複合微生物無添加区（リアクターＢ系列）でも同様な効果があることが認められた。
【表２】
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【００４８】
土壌中の硝酸塩除去に、生分解性プラスチックおよび集積複合微生物の添加が効果があるかどうか試験した。
【００４９】
市販の園芸培養土と、豊橋技術科学大学構内の園芸土を等量混合した土１００ｇに、硝酸カリウム２００ｍｇ／５０ｍｌを添加し、よく混合した後２００ｍｌ容ポリエチレンカップに入れた。この容器に集積複合微生物菌体７０ｍｇ、およびＰＣＬ粉末あるいはＰＣＬペレット２００ｍｇを添加し、１週間２５℃で保温した。対照として水５０ｍｌのみを添加したものを用いた。
【００５０】
表３に示すように、３日後および１週間後に残存硝酸、亜硝酸濃度を測定した結果、集積複合微生物とＰＣＬ粉末の添加区においても最も除去効果が大きく、添加した硝酸塩がほとんど除去された。同様な効果は菌体とＰＣＬペレットの添加でも認められた。またこれらの添加区では、亜硝酸塩の蓄積は認められなかった。
【表３】
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【００５１】
実施例４
上記した集積複合微生物の窒素除去速度に及ぼすｐＨの影響を試験し、ｐＨ制御による窒素除去効率の向上を検討した。
【００５２】
集積複合微生物および異なるｐＨに調製したＰＣＬＮ培地を用いて、実施例１に示した方法で窒素除去速度を調べた。その結果を図３に示す。このように、窒素除去はｐＨ６．５〜８．５の範囲で効率的に起こり、特にｐＨ７．５付近で最大になることが明らかになった。この結果より、処理系のｐＨが極端に酸性側あるいはアルカリ側に傾いた場合においても、ｐＨを７．５±０．５に調整することにより、処理活性を維持することが可能となった。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明により、硝酸、亜硝酸を含有している溶液、廃水、し尿、水環境、土壌等から効率的にこれらの窒素化合物を除去することが可能である。特に、本発明の集積複合微生物と生分解性プラスチックの併用は、硝酸塩除去に極めて有効であり、高濃度に硝酸塩を含む無機廃水の効率的処理にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】集積複合微生物および生分解性プラスチックを添加する窒素除去法および生分解性プラスチックのみを添加する窒素除去法の概略を示している。
【図２】都市下水活性汚泥に生分解性プラスチックを添加し、脱窒条件下で連続回分培養したときの複合微生物の馴致集積に伴う窒素除去速度の変化を示している。
【図３】集積複合微生物の窒素除去速度に及ぼすｐＨの影響を示した図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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