(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数種類の栄養素を含み、廃水中に存在し、ＴＣＡサイクルを行うことで有機物を分解する微生物を活性化するための活性化剤において、
前記栄養素は、
Ｌ−アラニンが０．００１重量％以上０．００３重量％以下、
β−アラニンが０．００１重量％以上０．００３重量％以下、
４−アミノ酪酸が０．０００５重量％以上０．００１５重量％以下、
アスパラギン酸が０．０２５重量％以上０．０７５重量％以下、
グルタミン酸が０．００５重量％以上０．０１５重量％以下、
リンゴ酸が０．０１重量％以上０．０３重量％以下、
コハク酸が０．０１重量％以上０．０３重量％以下、
クエン酸が０．０１重量％以上０．０３重量％以下、
アルギニンが０．００５重量％以上０．０１５重量％以下、
フェニルアラニンが０．００５重量％以上０．０１５重量％以下の割合で含まれ、
かつ、
界面活性剤が１．３５重量％以上４．０５重量％以下の割合で含まれている
ことを特徴とする有機物を分解する微生物用の活性化剤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機物を分解する微生物を活性化する微生物用の活性化剤に関する。
【背景技術】
【０００２】
廃水中に存在する微生物を活性化し、廃水中の有機物の分解を促進する微生物の活性化剤が知られている。この活性化剤は、複数種類の栄養素を含んでおり、これらの栄養素によって微生物を活性化している。例えば、栄養素として、フェニルアラニン、アルギニン、アスパラギン酸、シュウ酸、リンゴ酸、マロン酸、及びプロピオン酸が、各０．００３重量％の割合で含まれている活性化剤が知られている（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開昭６２−２７２９６９号公報（第４頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このような活性化剤は、前述した栄養素によって微生物を活性化できるので、廃水中の有機物の分解を促進できる。しかしながら、この有機物の分解に関し、さらなる効率化が求められている。  
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、有機物の分解効率を向上させることができる微生物用の活性化剤を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明者は、鋭意検討を重ねた結果、ＴＣＡサイクルに用いられる栄養素に変化する物質を活性化剤に含ませることで、微生物を積極的に活性化できると考え、本発明を完成させるに至った。
すなわち、本発明は、
複数種類の栄養素を含み、廃水中に存在し、ＴＣＡサイクルを行うことで有機物を分解する微生物を活性化するための活性化剤において、
前記栄養素は、
Ｌ−アラニンが０．００１重量％以上０．００３重量％以下、
β−アラニンが０．００１重量％以上０．００３重量％以下、
４−アミノ酪酸が０．０００５重量％以上０．００１５重量％以下、
アスパラギン酸が０．０２５重量％以上０．０７５重量％以下、
グルタミン酸が０．００５重量％以上０．０１５重量％以下、
リンゴ酸が０．０１重量％以上０．０３重量％以下、
コハク酸が０．０１重量％以上０．０３重量％以下、
クエン酸が０．０１重量％以上０．０３重量％以下、
アルギニンが０．００５重量％以上０．０１５重量％以下、
フェニルアラニンが０．００５重量％以上０．０１５重量％以下の割合で含まれ、
かつ、
界面活性剤が１．３５重量％以上４．０５重量％以下の割合で含まれている
ことを特徴とする。
本発明の他の特徴については、本明細書、及び添付図面の記載により明らかにする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、微生物による有機物の分解効率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
＝＝＝開示の概要＝＝＝
本明細書及び添付図面の記載により、少なくとも次の事項が明らかとされる。
【０００７】
複数種類の栄養素を含み、有機物を分解する微生物を活性化するための活性化剤において、前記栄養素は、Ｌ−アラニンが０．００１重量％以上０．００３重量％以下、β−アラニンが０．００１重量％以上０．００３重量％以下、及び４−アミノ酪酸が０．０００５重量％以上０．００１５重量％以下の割合で、含まれていることを特徴とする。  
このような活性化剤によれば、Ｌ−アラニンはピルビン酸を経てオキサロ酢酸となる。そして、このオキサロ酢酸は、ＴＣＡサイクルの一物質であるため、ＴＣＡサイクルを行う微生物を積極的に活性化できる。また、β−アラニンは、マロン酸セミアルデヒドを経てアセチルＣｏＡとなる。このアセチルＣｏＡは、オキサロ酢酸と縮合してクエン酸を生じる。従って、ＴＣＡサイクルを行う微生物を積極的に活性化できる。さらに、４−アミノ酪酸は、４−ヒドロキシ酪酸を経て４−ヒドロキシブチリルＣｏＡとなるが、その際にアセチルＣｏＡを生成する。前述したように、アセチルＣｏＡは、オキサロ酢酸と縮合してクエン酸に取り込まれる。従って、ＴＣＡサイクルを行う微生物を積極的に活性化できる。  
その結果、ＴＣＡサイクルを行う微生物を増やすことができ、微生物による有機物の分解効率を向上させることができる。
【０００８】
かかる微生物用の活性化剤であって、前記栄養素は、アスパラギン酸が０．０２５重量％以上０．０７５重量％以下の割合で、含まれていることを特徴とする。  
このような活性化剤によれば、アスパラギン酸がオキサロ酢酸となり、ＴＣＡサイクルを行う微生物を積極的に活性化できる。ＴＣＡサイクルを行う微生物を増やすことができ、微生物による有機物の分解効率を向上させることができる。
【０００９】
かかる微生物用の活性化剤であって、前記栄養素は、グルタミン酸が０．００５重量％以上０．０１５重量％以下の割合で、含まれていることを特徴とする。  
このような活性化剤によれば、グルタミン酸は、脱アミノ化されてα−ケトグルタル酸になる。このケトグルタル酸は、ＴＣＡサイクルの一物質であるため、ＴＣＡサイクルを行う微生物を積極的に活性化できる。
【００１０】
かかる微生物用の活性化剤であって、前記栄養素は、リンゴ酸が０．０１重量％以上０．０３重量％以下、コハク酸が０．０１重量％以上０．０３重量％以下、及びクエン酸が０．０１重量％以上０．０３重量％以下の割合で、含まれていることを特徴とする。  
このような活性化剤によれば、リンゴ酸、コハク酸、及びクエン酸がＴＣＡサイクルの物質であるため、これらの物質に基づき、ＴＣＡサイクルを行う微生物を積極的に活性化できる。これにより、ＴＣＡサイクルを行う微生物を増やすことができ、微生物による有機物の分解効率を向上させることができる。
【００１１】
かかる微生物用の活性化剤であって、界面活性剤が１．３５重量％以上４．０５重量％以下の割合で、含まれていることを特徴とする。  
このような活性化剤によれば、界面活性剤により、有機物を細分化できる。このため、有機物の分解効率をより高めることができる。
【００１２】
＝＝＝微生物用の活性化剤について＝＝＝
次に、微生物用の活性化剤（以下、単に活性化剤という。）の実施形態について説明する。本実施形態の活性化剤は、表１に示す成分を含み、ＴＣＡサイクル（クエン酸サイクル）を行う微生物を積極的に活性化するものである。
【００１３】
ここで、活性化剤に含まれる成分、及びその量は、微生物による代謝を考慮して定められている。すなわち、ＴＣＡサイクル等の代謝回路は、或る成分が様々な成分へと変化し続けるものである。そして、この成分の変化により、微生物は運動等に必要なエネルギーを得る。この場合において、ある成分が必要以上に存在すると、つまり代謝の許容量を超えると、過剰な成分は微生物に吸収されない。そして、吸収されなかった成分は、処理対象の廃水中で酸化されたり、腐食性物質へと変化されたりする。このような酸化された成分や腐食性物質が存在すると、微生物は機能障害を発生する可能性がある。そして、機能障害を発生した微生物は、代謝を行うことが困難となってしまう。従って、この種の活性化剤において、栄養素を構成する成分、及び、各成分の含有量は、微生物を効率よく活性化させる点において重要な因子となる。
【００１４】
［表１］
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【００１５】
この表に示すように、例示した活性化剤には、界面活性剤と栄養素とが含まれており、残余が純水である。ここで、栄養素とは、有機物を分解する微生物によって消費される物質であり、アミノ酸と有機酸とに大別される。例示した活性化剤には、界面活性剤が２．７重量％の割合で含まれている。また、栄養素として、リンゴ酸が０．０２重量％、コハク酸が０．０２重量％、アルギニンが０．０１重量％、フェニルアラニンが０．０１重量％、アスパラギン酸が０．０５重量％、Ｌ−アラニンが０．００２重量％、β−アラニンが０．００２重量％、クエン酸が０．０２重量％、グルタミン酸が０．０１重量％、及び４−アミノ酪酸が０．００１重量％の割合で含まれている。
【００１６】
なお、各成分の量は一例であり、この量に限定されるものではない。例えば、以下に示すように、０．５倍から１．５倍の範囲で含まれていてもよい。すなわち、界面活性剤は、１．３５重量％以上４．０５重量％以下の範囲で、リンゴ酸は０．０１重量％以上０．０３重量％以下の範囲で、コハク酸は０．０１重量％以上０．０３重量％以下の範囲で、アルギニンは０．００５重量％以上０．０１５重量％以下の範囲で、フェニルアラニンは０．００５重量％以上０．０１５重量％以下の範囲で、アスパラギン酸は０．０２５重量％以上０．０７５重量％以下の範囲で、Ｌ−アラニンは０．００１重量％以上０．００３重量％以下の範囲で、β−アラニンは０．００１重量％以上０．００３重量％以下の範囲で、クエン酸は０．０１重量％以上０．０３重量％以下の範囲で、グルタミン酸は０．００５重量％以上０．０１５重量％以下の範囲で、及び４−アミノ酪酸は０．０００５重量％以上０．００１５重量％以下の範囲で、それぞれ含まれていてもよい。
【００１７】
＝＝＝活性化剤の作用について＝＝＝
次に、本実施形態の活性化剤による微生物の活性化作用について説明する。ここで、図１は、本実施形態の活性化剤を使用した際における代謝を説明する図である。
【００１８】
＜ＴＣＡサイクルについて＞
まず、ＴＣＡサイクルについて説明する。ＴＣＡサイクルは、微生物の細胞内で行われるものであり、呼吸、すなわち生体における有機物の完全酸化に大きな役割を持つ代謝回路である。このＴＣＡサイクルは、糖或いは脂肪酸の分解により生成されたアセチルＣｏＡがオキサロ酢酸と縮合してクエン酸を生じることで始まる。そして、ＴＣＡサイクルは、諸種のトリカルボン酸とジカルボン酸を含む脱水素、脱炭酸などの諸反応からなる環状の過程であって、これが一巡するとアセチル基が完全酸化されて水と炭酸になり、再びオキサロ酢酸を生成する。すなわち、ＴＣＡサイクルでは、クエン酸がｃｉｓ−アコニット酸を経てイソクエン酸になり、その後、α−ケトグルタル酸を経てコハク酸となる。さらに、ＴＣＡサイクルでは、コハク酸がフマル酸を経てリンゴ酸（Ｌ−リンゴ酸）となり、このリンゴ酸がオキサロ酢酸となる。
【００１９】
ここで、本実施形態の活性化剤は、このＴＣＡサイクルの成分であるリンゴ酸が０．０２重量％、コハク酸が０．０２重量％、及びクエン酸が０．０２重量％の割合で含まれている。このため、活性化剤の投入により、このＴＣＡサイクルが比較的短時間で動き出す。すなわち、微生物がクエン酸を取り込むことにより、イソクエン酸への変換が開始される。また、微生物がコハク酸を取り込むことにより、フマル酸、リンゴ酸への変換がなされる。同様に、微生物がリンゴ酸を取り込むことにより、オキサロ酢酸への変換がなされる。従って、活性化剤にこれらの成分を含ませることにより、ＴＣＡサイクルを行う微生物を積極的に活性化できる。
【００２０】
また、本実施形態の活性化剤には、グルタミン酸が０．０１重量％の割合で含まれている。グルタミン酸は、脱アミノ化されてα−ケトグルタル酸（２−オキソグルタル酸）になる。このケトグルタル酸は、ＴＣＡサイクルの一物質であるため、ＴＣＡサイクルを行う微生物を積極的に活性化できる。すなわち、グルタミン酸とα−ケトグルタル酸との間には、ＧＤＨ（グルタミン酸デヒドロゲナーゼ）の存在によって、次式（１）で示される関係が成立する。  
アンモニア＋α-ケトグルタル酸  ←→  グルタミン酸  …  （１）
この反応は可逆的であるため、グルタミン酸が増えることにより、或いは、α-ケトグルタル酸が消費されることにより、α-ケトグルタル酸が生成される。従って、活性化剤に、グルタミン酸を含ませることによって、ＴＣＡサイクルを行う微生物を積極的に活性化できる。
【００２１】
また、本実施形態の活性化剤には、アスパラギン酸（Ｌ−アスパラギン酸）が０．０５重量％の割合で含まれている。このアスパラギン酸は、アスパラギン酸アミノトランスフェラーゼによるアミノ基転移反応により、オキサロ酢酸になる。そして、このオキサロ酢酸は、ＴＣＡサイクルの一物質であるため、微生物を積極的に活性化できる。従って、活性化剤に、アスパラギン酸を含ませることによって、ＴＣＡサイクルを行う微生物を増やすことができ、微生物による有機物の分解効率を向上させることができる。
【００２２】
また、本実施形態の活性化剤には、Ｌ−アラニンが０．００２重量％、β−アラニンが０．００２重量％、及び４−アミノ酪酸が０．００１重量％の割合で含まれている。  
これらの中で、Ｌ−アラニンは、ピルビン酸を経てオキサロ酢酸となる。すなわち、アラニン−グリオキシル酸アミノトランスフェラーゼにより、Ｌ−アラニンとグリオキシル酸とからピルビン酸が生成される。そして、ピルビン酸は、ピルビン酸デヒドロゲナーゼにより、アセチルＣｏＡとなる。このアセチルＣｏＡは、前述したように、オキサロ酢酸と縮合してクエン酸を生じる。従って、活性化剤に、Ｌ−アラニンを含ませることによって、ＴＣＡサイクルを行う微生物を増やすことができ、微生物による有機物の分解効率を向上させることができる。
【００２３】
また、β−アラニンは、アミノ基転移反応により、マロン酸セミアルデヒドとなる。そして、このマロン酸セミアルデヒドは、脱炭酸されてアセチルＣｏＡとなる。そして、前述したように、アセチルＣｏＡは、オキサロ酢酸と縮合してクエン酸を生じる。従って、活性化剤に、β−アラニンを含ませることによって、ＴＣＡサイクルを行う微生物を増やすことができ、微生物による有機物の分解効率を向上させることができる。
【００２４】
また、４−アミノ酪酸は、４−ヒドロキシ酪酸を経て４−ヒドロキシブチリルＣｏＡとなるが、その際にアセチルＣｏＡを生成する。前述したように、アセチルＣｏＡは、オキサロ酢酸と縮合してクエン酸に取り込まれる。従って、ＴＣＡサイクルを行う微生物を積極的に活性化できる。
【００２５】
このように、本実施形態の活性化剤によれば、ＴＣＡサイクルの物質を含んでおり、また、ＴＣＡサイクルの物質が速やかに生成されるので、ＴＣＡサイクルを微生物を増やすことができ、微生物による有機物の分解効率を向上させることができる。
【００２６】
さらに、本実施形態の活性化剤によれば、界面活性剤を含んでいる。このため、有機物を細分化できる。このため、有機物の分解効率をより高めることができる。
【００２７】
＝＝＝使用方法について＝＝＝
次に、本実施形態の活性化剤の使用方法について説明する。本実施形態の活性化剤は、例えば、廃油を含んだ工場廃水の処理に用いられる。この場合、工場廃水が貯留されるオイルトラップに本実施形態の活性化剤を投入する。そして、トラップ内に空気を送り込みながら放置する。  
このような処理を行うと、活性化剤の投入後１時間程度で、処理前は黒ずんでいた水の色が若干白味を帯び、水の粘度も多少低くなる。そして、活性化剤の投入後２２時間程度で、水の色がグレーとなり、水中での自然発泡が確認された。これにより、２２時間という短い時間で、微生物が増殖したことがわかる。
【００２８】
＝＝＝活性化剤の適用範囲について＝＝＝
なお、以上は、活性化剤を工場廃水の処理に用いる場合を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではない。例えば、飲食業における油脂を含んだ廃水の処理、食品加工工場（例えば、鶏加工工場、豚加工工場、インスタント食品製造工場、パン製造工場）における油脂を含んだ廃水の処理、畜産業（例えば、養豚業）における屎尿を含んだ廃水の処理にも使用できる。  
さらに、土壌改良、湖沼汚染対策、海上汚染対策、各種浄化槽、下水処理等、微生物の生息している様々な場所で、水質改善用に使用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本実施形態の活性化剤を使用した際における代謝を説明する図である。
【図１】
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