(57)【要約】【発明が解決しようとする課題】  本発明が解決しようとする課題は、高濃度有機性廃液の宿命的な難点とされた処理開始時の腐敗等の異常分解を制御し、従来、短時間では、困難とされてきた高濃度有機性廃液の微生物による短時間での処理法を提供することである。【解決手段】  高濃度有機性廃液の微生物処理法に関し、有機性廃液をｐＨ９以上のアルカリ処理を行い、好熱性放線菌サーモアクチノミセスＳＫ０５３  ｓｐ．ｎｏｖ．（受託番号ＦＥＲＭ  Ｐ−１３５９８）を主要菌とする好熱性細菌の混合培養物を接種して、アルカリ領域で発酵処理し短時間にＣＯＤ１０００ｐｐｍ以下にする技術とそのアルカリ性発酵液を用いて高濃度有機性廃液を同様にアルカリ領域で短時間に処理改善するための高濃度有機性廃液の微生物処理に関するものである。【特許請求の範囲】
【請求項１】
高濃度有機性廃液（ＣＯＤ５０００ｐｐｍ以上）をＮａＯＨやアンモニア水等を用いてｐＨ９以上のアルカリ処理を行い、農産廃棄物や畜産廃棄物の難分解有機質をよく分解する好熱性細菌群下記１記載を接種して、高濃度有機性廃液のアルカリ処理後、アルカリ領域で発酵させることにより、高濃度有機性廃液を短時間にＣＯＤ１０００ｐｐｍ以下にする微生物処理法。
記１
好熱性細菌群とは、好熱性放線菌サーモアクチノミセスＳＫ  ０５３ｓｐ．ｎｏｖ．（工業技術院生命工学工業技術研究所受託番号ＦＥＲＭＰ−１３５９８）サーモアクチノミセス属に属し、１０〜８５℃の広範囲の生育温度とｐＨ５．３〜１０．８の広範囲の生育水素イオン濃度を有し、リグニン可溶化能と繊維素分解能を有する好熱性放線菌と、リグニン可溶化能を有し、生育適温が６５〜７２℃で、４０〜８０℃の温度範囲で生育し、繊維素を旺盛に発酵する好熱性繊維素分解菌クロストリジュウム・サーモセルムＳＫ５２２（微工研条寄第３４５９号）との共生的混合培養物を主用菌とする好熱性細菌群で、生育ｐＨが広く、アルカリ領域でも強い活性を持つ細菌群。
【請求項２】
請求項１記載の高濃度有機性廃液の微生物処理によって分離される好アルカリ細菌群の培養物を記１記載の好熱性細菌群のかわりに用いて行う高濃度有機性廃液のアルカリ発酵処理法。
【請求項３】
請求項１および２記載を用いる高濃度有機性廃液の微生物処理により、高濃度有機性廃液を発酵処理して製造する発酵液体肥料の製造法。
【請求項４】
請求項１および２記載を用いる高濃度有機性廃液の微生物処理により、高濃度有機性廃液を発酵処理して製造する発酵液体飼料の製造法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、高濃度有機性廃液の微生物処理法に関し、ＣＯＤ５０００ｐｐｍ以上の有機性廃液をｐＨ９以上でアルカリ処理を行い、好熱性放線菌サーモアクチノミセスＳＫ０５３  ｓｐ．ｎｏｖ．（Ｔｈｅｒｍｏａｃｔｉｎｏｍｙｃｅｓ  ＳＫ０５３  ｓｐ．ｎｏｖ．，工業技術院生命工学工業技術研究所受託番号ＦＥＲＭＰ−１３５９８）を主要菌とする好熱性細菌の混合培養物を接種して、アルカリ領域で発酵処理し短時間にＣＯＤ１０００ｐｐｍ以下にする技術とそのアルカリ性発酵液を用いて高濃度有機性廃液を同様にアルカリ領域で短時間に処理改善するための高濃度有機性廃液の微生物処理に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  従来、高濃度有機性廃液処理の処理法としては、
物理化学的方法
物理化学処理には濃縮法、燃焼法、沈殿、吸着、凝集などがあり、汚水中の浮遊・けん濁物質（粗大固形物や砂状物質）や、無機物を除去するのに広く用いられている。しかしながら物理的方法では、廃液の９５％以上が水分であることからこれを濃縮あるいは燃焼するには多大なエネルギーと設備が必要となる。
物理的処理
固液分離    （ろ過、スクリーン、沈降、遠心分離、乾燥濃縮法燃焼法）
吸着        （活性炭、堆肥）
化学的処理
薬品投入    （アンモニアストリッピング、金属塩、石灰、高分子凝集剤）【０００３】  生物的処理法
生物処理は、溶解性の有機物や栄養塩類（窒素、りん）の処理に用いられており、薬剤などの投入をほとんど必要としないので、一般的に物理化学処理に比べて経済的である。このため生物処理は、有機物と栄養塩類が重要な処理項目となる家畜尿汚水処理システムの中心的な工程と位置付けられる。生物化学的には嫌気性発酵や大量の水による希釈後の活性汚泥法等がある。生物化学的方法の嫌気発酵法は一般的にはＢＯＤ３００００ｐｐｍ前後をひとつの経済目安として実施され、２〜４週間の滞留時間を必要とする。活性汚泥法では、初期濃度の上限が２〜３０００ｐｐｍとなるように大量の希釈を必要とし、用水の確保とその運転経費の面からも難点が多い。
生物的処理
好気処理      （活性汚泥法、生物膜法など）
嫌気性消化    （メタン発酵）
その他        （土壌、植物処理）【０００４】  このように高濃度有機性廃液処理には、物理化学的または生物処理を行うか、焼酎廃液のように海上投機をされて、微生物を使った高濃度有機性廃液の効果的な処理法の実用化は今だになされていない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  本発明が解決しようとする課題は、高濃度有機性廃液の宿命的な難点とされた処理開始時の腐敗等の異常分解を制御し、従来、短時間では、困難とされてきた高濃度有機性廃液の微生物による短時間での処理法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】  高濃度有機性廃液の処理という課題を解決した本発明は、
１）高濃度有機性廃液（ＣＯＤ５０００ｐｐｍ以上）をＮａＯＨやアンモニア水等を用いてｐＨ９以上のアルカリ処理を行い、数時間の高濃度有機性廃液のアルカリ処理後、農産廃棄物や畜産廃棄物の難分解有機質をよく分解する好熱性細菌群下記１記載を接種して、アルカリ領域で発酵させることにより、高濃度有機性廃液を短時間にＣＯＤ１０００ｐｐｍ以下にする微生物処理法。
記１
好熱性細菌群とは、好熱性放線菌サーモアクチノミセスＳＫ  ０５３ｓｐ．ｎｏｖ．（工業技術院生命工学工業技術研究所受託番号ＦＥＲＭ  Ｐ−１３５９８）サーモアクチノミセス属に属し、１０〜８５℃の広範囲の生育温度とｐＨ５．３〜１０．８の広範囲の生育水素イオン濃度を有し、リグニン可溶化能と繊維素分解能を有する好熱性放線菌と、リグニン可溶化能を有し、生育適温が６５〜７２℃で、４０〜８０℃の温度範囲で生育し、繊維素を旺盛に発酵する好熱性繊維素分解菌クロストリジュウム・サーモセルムＳＫ５２２（微工研条寄第３４５９号）との共生的混合培養物を主用菌とする好熱性細菌群で、生育ｐＨが広く、アルカリ領域でも強い活性を持つ細菌群。【０００６】２）高濃度有機性廃液の微生物処理によって分離される好アルカリ細菌群の培養物を記１記載の好熱性細菌群のかわりに用いて行う高濃度有機性廃液のアルカリ発酵処理法。【０００７】３）１）および２）記載を用いる高濃度有機性廃液の微生物処理により、高濃度有機性廃液を発酵処理して製造する発酵液体肥料の製造法。【０００８】４）請求項１）および２）記載を用いる高濃度有機性廃液の微生物処理により、高濃度有機性廃液を発酵処理して製造する発酵液体飼料の製造法。
【発明の効果】
【０００９】  高濃度有機性廃液をＮａＯＨやアンモニア水等を用いてｐＨ９以上にして、アルカリ状態において異常変質を防止し、難分解性化合物を化学的分解によって可溶化および低分子化をはかり、農産廃棄物や畜産廃棄物の難分解有機質をよく分解する好熱性細菌群を接種して、高濃度有機性廃液のアルカリ処理後、アルカリ領域で発酵させることにより、高濃度有機性廃液を短時間に微生物処理することで短時間にＣＯＤ１０００以下にすることができる。【００１０】  これらの好熱性細菌群とは、好熱性放線菌サーモアクチノミセスＳＫ０５３ｓｐ．ｎｏｖ．（工業技術院生命工学工業技術研究所受託番号ＦＥＲＭ  Ｐ−１３５９８）サーモアクチノミセス属に属し、１０〜８５℃の広範囲の生育温度とｐＨ５．３〜１０．８の広範囲の生育水素イオン濃度を有し、リグニン可溶化能と繊維素分解能を有する好熱性放線菌と、リグニン可溶化能を有し、生育適温が６５〜７２℃で、４０〜８０℃の温度範囲で生育し、繊維素を旺盛に発酵する好熱性繊維素分解菌クロストリジュウム・サーモセルムＳＫ５２２（微工研条寄第３４５９号）との共生的混合培養物を主用菌とする好熱性細菌群で、生育ｐＨが広く、アルカリ領域でも強い活性を持つことから、高濃度有機性廃液をアルカリ状態において難分解性有機物をおもに発酵分解によって可溶化および低分子化をはかり、ＣＯＤを１０００ｐｐｍ以下に短時間で処理することが可能な細菌群である。【００１１】  また、高濃度有機性廃液のアルカリ処理後、上記の好熱性細菌群を接種し高濃度有機性廃液をアルカリ発酵することで分離される好アルカリ細菌群の培養物を同様に用いる高濃度有機性廃液のアルカリ発酵処理で高濃度有機性廃液を短時間にＣＯＤ１０００ｐｐｍ以下にできる。【００１２】  高濃度有機性廃液を上記の好熱性細菌群を接種して発酵処理するか、高濃度有機性廃液をアルカリ発酵することで分離される好アルカリ細菌群の培養物も同様に用いて高濃度有機性廃液のアルカリ発酵処理利した発酵液において、ＣＯＤ１０００ｐｐｍ以下にした発酵液を１００倍以上に希釈して液肥として、使用することで発酵液体肥料が製造できる。この発酵液には、蛋白質分解酵素・生理活性物質の生産が認められ植物生理的には生殖生長の促進、果実の着色効果、根群の生長効果が有り、微生物的には根圏微生物相の正常化による病害の抑制効果について検討行い。特に、好熱性細菌の施用により、好熱性細菌の生産する生理活性物質の効果で完熟堆肥を施用した場合と同様の静菌効果がある。【００１３】  高濃度有機性廃液は、腐敗等を防止できれば優良な液状飼料として使用できる。高濃度有機性廃液をアルカリ発酵時において、スタート時にｐＨ１０以上のアルカリ性にすることによって、高濃度有機性廃液の処理開始時に腐敗等の異常な分解が制御され、さらに５０℃以上の高温で好熱性細菌群を用いて発酵させることで、有害な毒性をもつ糸状菌や細菌の繁殖を抑えることで、高濃度有機性廃液を用いて、発酵液状飼料廃を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】  本発明の実施形態をサツマイモ焼酎廃液を用いたアルカリ処理で説明する。サツマイモ焼酎廃液は、組成がｐＨ４〜４．２、ＢＯＤ４００００〜５００００ｐｐｍ、ＣＯＤ１８６００〜２００００ｐｐｍ、有機物量３〜５％、全窒素２０００ｍｇ／リットルで、原料の芋の繊維や麹菌など難分解性の繊維を多く含み、腐敗しやすい高濃度有機性廃液である。サツマイモ焼酎廃液に水酸化ナトリウムを添加して、ｐＨ９．５以上に調整し、攪拌を行いながら、２時間アルカリ処理を行った後、好熱性細菌群を接種して、通気を行いながら攪拌する。【００１５】  添加した好熱性細菌群は、好熱性放線菌サーモアクチノミセスＳＫ  ０５３ｓｐ．ｎｏｖ．（Ｔｈｅｒｍｏａｃｔｉｎｏｍｙｃｅｓ  ＳＫ０５３  ｓｐ．ｎｏｖ．，工業技術院生命工学工業技術研究所受託番号ＦＥＲＭ  Ｐ−１３５９８）サーモアクチノミセス属に属し、１０〜８５℃の広範囲の生育温度と、ｐＨ５．３〜１０．８の広範囲の生育水素イオン濃度を有し、リグニン可溶化能と繊維素分解能を有する新菌種好熱性放線菌と、好熱性繊維素分解菌クロストリジュウム・サーモセルムＳＫ５２２（Ｃｌｏｓｔｒｉｄｉｕｍ  ｔｈｅｒｍｏｃｅｌｌｕｍ  ｂｉｏｖａｒ．ＳＫ５２２，微工研条寄第３４５９号）リグニン可溶化能を有し、生育適温が６５〜７２℃で、４０〜８０℃の温度範囲で生育し、繊維素を旺盛に発酵する新菌株好熱性繊維素分解菌との共生的混合培養物を主用菌とする好熱性細菌群で農産廃棄物や畜産廃棄物の難分解有機質をよく分解する。【００１６】  好熱性細菌群は、生育ｐＨが広く、アルカリ領域でも強い活性を持つことから、サツマイモ焼酎廃液をアルカリ状態においてよく発酵することが認められ、同時にアルカリ領域にサツマイモ焼酎廃液をすることで異常変質を防止し、難分解性化合物をおもに化学的分解によって可溶化および低分子化をはかり、ＣＯＤ２００００ｐｐｍ以上のサツマイモ焼酎廃液を１０００ｐｐｍ以下に４８時間で減少させることが認められた。また、アルカリ発酵過程でプロテアーゼ、セルラーゼなどの酵素活性が認められ、廃液中の繊維質の分解が認められた。４８時間発酵させた発酵液は、ｐＨ８．２．ＣＯＤ９８０ｐｐｍでこの発酵液中には、糸状菌や酵母は認められなかった。発酵液の１００倍希釈液で幼植物の生育試験を行った結果、生育阻害は認められなかった。
【実施例】
【００１７】  芋焼酎廃液を用いて、図１に示した２００リットル処理槽と１００リットル発酵処理槽と加温装置をもつ試験装置を用いて高温アルカリ微生物廃液処理を行った結果、下記の表に示すよう原液ＣＯＤ２１０００ｐｐｍであったものが、２０℃以上で２時間アルカリ処理後、好熱性細菌群を添加して、５０℃で通気攪拌しながら２２時間発酵処理することで１１００ｐｐｍまで減少した。
【表１】
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【産業上の利用可能性】
【００１８】  処理困難な高濃度有機性廃液である焼酎粕の施設建設費や運転経費の安い処理法を開発できる。また、高濃度廃液の処理法が確立できるとかなりの経済効果が期待でき、焼酎廃液だけでなく、難処理性有機性廃液、味噌、醤油、清酒、ビール、製糖、製菓、などの食品工場、大量給食の炊事場の洗米水、し尿、家畜糞尿など高濃度有機性廃液の処理が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】試験発酵を行ったアルカリ処理槽及び発酵槽の平面図
【符号の説明】
【００２０】１    アルカリ処理槽
２    発酵槽
３    アルカリ剤注入装置
４    ｐＨメーター
５    廃液移送ポンプ
６    加温装置
７    エアーポンプ
【図１】
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