(57)【要約】【課題】農業廃水、生活排水、工業排水など環境中における窒素を含む尿素、アンモニア、硝酸塩の分解及び高ＢＯＤ値を示す試料の分解を小規模な装置でかつ低エネルギー、低コストで実現することにある。【解決手段】高ＢＯＤ試料、尿素、アンモニア、硝酸塩に新鮮培養などで得られたBacillus  midousuji菌体などを入れて、試料を62度ないし65度の温度で数時間から数日静置する。その結果高ＢＯＤ試料、尿素、アンモニア、硝酸塩がBacillus  midousuji菌体によって分解された。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Bacillus  midousuji菌体（ATCC受託番号第55926号と第202050号として寄託されている微生物またはそれに由来する突然変異体株の生物学的純粋培養物）と高ＢＯＤ試料を混ぜて、好気条件で高ＢＯＤ試料を分解する方法。
【請求項２】
Bacillus  midousuji菌体（ATCC受託番号第55926号と第202050号として寄託されている微生物またはそれに由来する突然変異体株の生物学的純粋培養物）と尿素を混ぜて尿素を分解する方法。
【請求項３】
Bacillus  midousuji菌体（ATCC受託番号第55926号と第202050号として寄託されている微生物またはそれに由来する突然変異体株の生物学的純粋培養物）とアンモニアを混ぜてアンモニアを分解する方法。
【請求項４】
Bacillus  midousuji菌体（ATCC受託番号第55926号と第202050号として寄託されている微生物またはそれに由来する突然変異体株の生物学的純粋培養物）と硝酸塩を混ぜて、硝酸塩を窒素ガスに分解する方法。
【請求項５】
Bacillus  midousuji菌体（ATCC受託番号第55926号と第202050号として寄託されている微生物またはそれに由来する突然変異体株の生物学的純粋培養物）を利用して、尿素をアンモニアに分解し、アンモニアを亜硝酸塩に分解し、硝酸塩を窒素ガス、亜酸化窒素に分解する方法。
【請求項６】
Bacillus  midousuji菌体（ATCC受託番号第55926号と第202050号として寄託されている微生物またはそれに由来する突然変異体株の生物学的純粋培養物）なる一種の菌体を利用して化合物を酸化し、化合物を還元する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高ＢＯＤ試料、尿素、アンモニア、硝酸塩の分解方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
窒素は生物にとって欠くことのできない栄養素であって、農業において肥料として窒素化合物の散布が日常的に行われている。また、肥料以外でも牛などの家畜を飼育する際には窒素を含む大量の糞尿が発生している。農業排水のみならず生活排水においても大量の窒素を含む排水がなされており、かかる排水が河川や湖沼に流入することで河川等の富栄養化が進み赤潮の発生原因や水質汚濁の原因となっているという報告がある。国の窒素に関する排出規制は厳しさを増しており農業排水や生活排水、工業排水などからいかに窒素を除去するかが問題化している。また、窒素のみならずたんぱく質などを多く含んでいてＢＯＤの数値が高い高ＢＯＤ試料も河川や湖沼の富栄養化を招く原因として取りざたされている。
【０００３】
従来は、非特許文献１、非特許文献２などの技術がある。しかし、生活排水や農業排水から窒素を除去する場合大型水槽４台で対応する場合があるなど設備が大規模であった。また、処理費用も数千万円かかることもありコストパフォーマンスの点からも問題であった。
【非特許文献１】水質汚濁防止技術概論、化学工業協会編、培風館、157pから169p
【非特許文献２】技術・嫌気性処理分野（2)Anammox反応を用いた窒素除去技術、安井英斉、徳富孝明、環境技術、vol33、No2、2004、46pから49p
【非特許文献３】戸田新細菌学、南山堂、吉田真一、柳雄介、改訂32版、ISBN4-525-16012-8、67p、844p
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
解決しようとする問題点は、小さな装置で効率よく高ＢＯＤ試料、尿素、アンモニア、硝酸塩を分解するかである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、高ＢＯＤ試料、尿素、アンモニア、硝酸塩にBacillus  midousuji菌体（ATCC受託番号第55926号と第202050号として寄託されている微生物またはそれに由来する突然変異体株の生物学的純粋培養物、以下「Bacillus  midousuji菌体」という。）を混ぜて分解することを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、小型の装置で処理費用をかけずに高ＢＯＤ試料、尿素、アンモニア、硝酸塩を分解できるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
小型の装置を使用して温度の管理、吸排気の管理など最小の管理を行うことで分解を実現した。
【実施例１】
【０００８】
まず、窒素のみならずたんぱく質などを多く含んでいてＢＯＤの数値が高い高ＢＯＤ試料の分解方法について説明する。人の生化学検査に使用するため採血された血液の血清血漿残渣につき高圧蒸気滅菌処理（日立製ロトクレーブTMを用いて140度で30分間処理）したヒトプール血清血漿希釈液200Lに、Bacillus  midousuji菌体の株をTrypticase Soy Agar(BBL)寒天培地で65℃3時間新鮮培養した菌を4g（湿菌量）加えた試料を作成し、高たんぱく分解装置（児玉機械製作所製、処理タンク200リットル、貯蔵タンク300リットル）のものを用いて、処理タンク内に試料を入れ空気を混ぜて、排気をしながら65℃で攪拌した。簡易ＢＯＤ測定装置（堀場製作所製）により24時間後の処理水、48時間後の処理水のＢＯＤを測定した結果を表１に示す。
【表１】
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【０００９】
この実験結果によれば、ＢＯＤ値が約96％程度減少しており、たんぱく質などがBacillus  midousuji菌体によって分解されたことを示す。また、排気をせずに実験を行った場合ＢＯＤ値が逆に増大したことから排気することが必要である。
【実施例２】
【００１０】
次に、尿素をアンモニアに分解する方法について説明する。Bacillus  midousuji菌体をSoybean-Casein Digest Broth中で混ぜた試料を作成し、商品名スタットウレアーゼ「アスカ」（アスカ純薬株式会社販売）に入れて、６５℃に温度を設定して2時間静置した。その結果試料は鮮明な赤色を示し尿素がアンモニアに分解されたことを示した。
【実施例３】
【００１１】
次にアンモニアを亜硝酸塩に分解する方法について説明する。NaNO3を0.25g、2.94mM、MgSO4を0.2g、1.66mM、Na2HPO4を0.21g、1.48mM、KClを0.5g、6.70mM、NH4Clを0.25g、4.67mM、NaH2PO4を0.09g、7.50mM、CaCl2を0.02g、1.80mM、FeSO4を1.0mg、6.58μM含む１Lの無機塩培地を作成し、7mlのライニングスクリューキャップ付ガラス試験管に該無機塩培地を2mL分注した無機塩培地2mL試料を用意した。
【００１２】
菌は、Bacillus  midousuji菌体の株をTrypticase Soy Agar(BBL)平板塩地で65℃3時間新鮮培養後滅菌精製水にて109/mL濃度に調整したものを該無機塩培地2mL試料に0.1mL加えた試料を作成した。また、対照系として菌を加えない試料を用意した。両方の試料を62度で11時間反応させた後アンモニア窒素濃度（アンモニア性窒素の定義も含む。）を測定した。測定方法は、アミチェックTM（アークレイ株式会社販売）によった。アミチェックTMによって測定しやすいように両方の試料を希釈した。この実験結果を表２に示す。但し、理論上はBacillus  midousuji菌体なしの場合0.09g/LになるがアミチェックTMの測定による誤差などがあると思われる。しかしアンモニア窒素は減少している。
【表２】
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【００１３】
Bacillus  midousuji菌体を加えた試料はアンモニア窒素濃度が0.046g/Lまで低下したのに対して、Bacillus  midousuji菌体を加えなかった試料のアンモニア窒素濃度は0.159g/Lとなっている。アンモニアはBacillus  midousuji菌体の酸化反応により硝酸塩に分解されたものと考えられる。
【００１４】
別の実験について言及する。人の生化学検査に使用するため採血された血液の血清血漿残渣につき高圧蒸気滅菌処理（日立製ロトクレーブTMを用いて140度で30分間処理）したヒトプール血清血漿希釈液200Lに、Bacillus  midousuji菌体の株をTrypticase Soy Agar(BBL)寒天培地で65℃3時間新鮮培養した菌4g（湿菌量）を加えた試料を作成し、高たんぱく分解装置（児玉機械製作所製、処理タンク200リットル、貯蔵タンク300リットル）のものを用いて処理タンク内に試料を入れ、試料を62度で3時間ないし21時間反応させてアンモニア窒素濃度を測定した。測定の方法は同様にアミチェックTMによった。この実験結果を表３に示す。
【表３】
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【００１５】
Bacillus  midousuji菌体を加えるとアンモニア窒素濃度は3時間で約30%、21時間で約40%減少した。アンモニアはBacillus  midousuji菌体の酸化反応により硝酸塩に分解されたものと考えられる。また、Bacillus  midousuji菌体は６５度でもより代謝反応がある。
【００１６】
さらに別の実験についても言及する。人の生化学検査に使用するため採血された血液の血清血漿残渣につき高圧蒸気滅菌処理（日立製ロトクレーブTMを用いて140度で30分間処理）したヒトプール血清血漿希釈液200Lに、Bacillus  midousuji菌体の株をTrypticase Soy Agar(BBL)寒天培地で65℃3時間新鮮培養した菌4g（湿菌量）を加えた試料を作成し、高たんぱく分解装置（児玉機械製作所製、処理タンク200リットル、貯蔵タンク300リットル）のものを用いて、処理タンク内に試料入れ空気を混ぜて、65℃で攪拌した。ガラス電極式水素イオン濃度測定器（堀場製作所製）により原水、24時間後の処理水、48時間後の処理水の水素イオン濃度を測定した結果及び別実験での同様の方法により24時間後の処理水、48時間後の処理水、72時間後の処理水の水素イオン濃度を測定した結果を表４に示す。
【表４】
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【００１７】
この実験結果によれば、水素イオン濃度が急激に減少しており、アルカリ性を有するアンモニア性物質がBacillus  midousuji菌体によって分解されたことを示す。アンモニアはBacillus  midousuji菌体の酸化反応により硝酸塩に分解されたものと考えられる。
【実施例４】
【００１８】
次に硝酸塩の分解方法について説明する。硝酸塩培地に、Bacillus  midousuji菌体の株をTrypticase Soy Agar(BBL)寒天培地で65℃3時間新鮮培養した菌を108/mL加えて密閉して11時間培養し、硝酸塩還元試験を行った。培養後亜硝酸試薬を加えると試料が赤くならなかった。このため試料には亜硝酸塩を生じていないことが判明した。さらに亜鉛粉末を少量試料に加えてしばらく放置した。しかし、変化がなかったため試料に硝酸塩がないことが判明した。試料の硝酸塩はBacillus  midousuji菌体の還元反応により窒素ガスなどに分解されたと考えられる。
【実施例５】
【００１９】
図１はBacillus  midousuji菌体を用いた分解処理サイクルを示した説明図である。Bacillus  midousuji菌体を使用すれば、尿素を酸化してアンモニアに分解し、アンモニアを酸化して亜硝酸塩に分解する。亜硝酸塩を硝酸塩にさらに酸化しBacillus  midousuji菌体を使用すれば、硝酸塩を還元して窒素ガスなどに分解できる。
【実施例６】
【００２０】
Bacillus  midousuji菌体は、好気条件では高ＢＯＤ資料の分解など化合物を酸化する働きを持つ。一方で嫌気条件では硝酸塩を窒素ガスなどに分解するなど化合物を還元する働きをもつ。Bacillus  midousuji菌体は一つの菌体で酸化反応や還元反応を生じさせる機能を有する点で稀有な菌体である。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本発明によれば生活排水、農業排水、工業排水その他医療廃棄物など窒素を含む排水や高たんぱく質を含む排水の処理に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】Bacillus  midousuji菌体を用いた分解処理サイクルを示した説明図である。（実施例５）
【図１】
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