(57)【要約】      （修正有）【課題】生物処理により排水を浄化する排水処理に簡便に適用できる、排水処理性能の評価方法を提供する。【解決手段】排水処理に用いられる種汚泥又は種菌を、被検排水に添加して所定時間培養し、その培養中又は培養後の前記種汚泥又は前記種菌の酵素活性に基づいて、前記種汚泥又は前記種菌と、前記被検排水との浄化処理の適合性を評価する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
排水処理に用いられる種汚泥又は種菌を、被検排水に添加して所定時間培養し、その培養中又は培養後の前記種汚泥又は前記種菌の酵素活性に基づいて、前記種汚泥又は前記種菌と、前記被検排水との浄化処理の適合性を評価することを特徴とする排水処理性能の評価方法。
【請求項２】
前記酵素活性は、蛋白質分解酵素及び／又は炭水化物分解酵素によるものである請求項１記載の排水処理性能の評価方法。
【請求項３】
前記培養後の不溶性培養物を、酵素基質を担持した担体上に滴下して所定時間おき、その後呈色試薬により、前記種汚泥又は前記種菌の酵素活性を呈色判定することにより検出する請求項１又は２記載の排水処理性能の評価方法。
【請求項４】
前記被検排水に酵素基質を添加して所定時間培養し、その培養液又は培養物と呈色試薬とを混合して、前記種汚泥又は前記種菌の酵素活性を呈色判定することにより検出する請求項１又は２記載の排水処理性能の評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生物処理により排水を浄化する排水処理に適用するための、排水処理性能の評価方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
標準活性汚泥法やオキシデーションディッチ法など、生活排水や産業排水などの有機物を大量に含んでいる排水を、微生物を利用した生物処理によって、排水基準に示される処理水質までに浄化する排水処理方法が知られている。化学的および物理的に浄化する方法に比べ複雑な装置を必要とせず、副産物の生成も少なく、エネルギー投入も少ないので、コスト的にも非常に有利な処理方法である。一般的に適用事例の多い生物処理方法は標準活性汚泥法であり、この排水処理は大量の排水を短時間で処理することができ、またコントロールも比較的容易であることから、経済発展が著しい新興国においても広く普及している。
【０００３】
排水の生物処理の構成は大きく分けて、反応槽と沈殿槽からなるシステムであり、反応槽ではブロアにより排水中に空気を吹き込むことで好気条件にし、有機物を浄化する微生物を活性化させ、排水中の有機物を除去する。沈殿槽は活性汚泥と処理水を分離する機能をもつ。上層の処理水は外部に取り出され、適切な後処理ののち環境中に放出される。一方、活性汚泥は反応槽中に必要な微生物濃度を維持するため反応槽に返送され、余剰分（余剰汚泥）は外部に取り出され産業廃棄物として最終処分される。
【０００４】
余剰汚泥は反応槽中の微生物が主な構成要素であり、排水中の有機物等を基質として生育した微生物の集塊である。そのため、生物処理では排水中の有機物が浄化される一方、それに応じて汚泥発生量も増えることになる。また、反応槽に存在する微生物に対して外界から微生物が全く混入しないという閉鎖系の処理ではなく、自然界に普遍的に存在する微生物が常に混入する状態にある。そのため、生物処理に関わる微生物は多種多様であり、様々な特性、機能を有する。よって、処理対象の排水によって反応槽内で優占化する微生物も異なっている。
【０００５】
排水処理施設の立ち上げ時などには、他の排水処理施設で用いられている汚泥（種汚泥）を投入したり、特定の機能を有する微生物を大量に含む種菌を投入したりすることが行われている。その種汚泥や種菌が新たに処理対象となる排水に対して浄化能力が乏しいと、安定した排水処理に移行するまでに長期間かかってしまう。あるいは種汚泥や種菌の追加投入が必要になる。したがって、処理施設等での排水処理の実施の効率化を図るには、実際に処理対象となる排水に対して、このように排水処理に投入される種汚泥あるいは種菌の処理性能を迅速に判定することが必要となる。
【０００６】
排水処理に用いられる種汚泥又は種菌の排水処理性能を評価するには、反応槽に存在する微生物の量あるいは密度、特性について測定することが必要である。それは、それぞれの微生物の特性に適した培地で培養し、単離後に複数の項目について生理学的検査を行うことにより可能である。しかし、操作が煩雑で、作業員の熟練を要し、実用的ではない。
【０００７】
このような課題に関して、下記特許文献１には、生物処理の指標細菌となるバチルス属細菌を簡易にかつ迅速に判断し、かつその栄養分解能等の判断も容易に行うことができる、汚水の生物処理の簡易診断方法の発明が開示されている。この方法では、生物処理系内の汚泥をサンプリングし、希釈して汚泥中の生物処理に関わる多種多様な微生物群が必要とする栄養源を配合してなる多菌種共存試料の検査に適した培地Ａと、前記培地Ａにでんぷん及び酵母エキスを加えた培地Ｂにて別々に培養し、出現したコロニーの数から生物処理状況の良否を判断するという構成が採用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第３１７４５１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記特許文献１のような方法では特定の培地に培養した微生物のコロニーが出現するまでには２日程度必要であり、迅速性に欠け、また、操作が煩雑で作業員の熟練を要するとういう問題があった。また、培地中の微生物の生育環境と実際の排水中の環境とでは全く異なるため、当該方法において出現したコロニー数の比較結果が、微生物による排水の浄化処理能力を直接に反映しているとは言い難かった。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明は、排水処理に用いられる種汚泥又は種菌を、被検排水に添加して所定時間培養し、その培養中又は培養後の前記種汚泥又は前記種菌の酵素活性に基づいて、前記種汚泥又は前記種菌と、前記被検排水との浄化処理の適合性を評価することを特徴とする排水処理性能の評価方法を提供するものである。
【００１１】
本発明によれば、排水処理に用いられる種汚泥又は種菌と被検排水との浄化処理の適合性を評価するにあたって、種汚泥又は種菌を被検排水に添加して所定時間培養したときの、その種汚泥又は種菌の酵素活性を指標にするので、種汚泥又は種菌に含まれる微生物による排水の浄化処理能力をよく反映した、正確な評価を行うことができる。また、酵素活性は簡便かつ感度よく検出することができるので、短時間で評価結果を得ることができ、操作に熟練を要することもない。
【００１２】
本発明においては、前記酵素活性は、蛋白質分解酵素及び／又は炭水化物分解酵素によるものであることが好ましい。これによれば、排水浄化に必要な主要な酵素活性を指標にするので、微生物による排水の浄化処理能力をさらによく反映した評価を行うことができる。
【００１３】
本発明においては、前記培養後の不溶性培養物を、酵素基質を担持した担体上に滴下して所定時間おき、その後呈色試薬により、前記種汚泥又は前記種菌の酵素活性を呈色判定することにより検出することが好ましい。これによれば、種汚泥又は前記種菌を被検排水で培養した培養後の不溶性培養物を、酵素基質を担持した担体上に滴下し、その後呈色試薬により呈色判定するだけで、簡単に排水処理性能の評価を行なうことができる。
【００１４】
本発明においては、前記被検排水に酵素基質を添加して所定時間培養し、その培養液又は培養物と呈色試薬とを混合して、前記種汚泥又は前記種菌の酵素活性を呈色判定することにより検出することが好ましい。これによれば、種汚泥又は前記種菌を、酵素基質を含有せしめた被検排水で培養した培養後の培養液又は培養物と呈色試薬とを混合して呈色判定するだけで、簡単に排水処理性能の評価を行なうことができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、排水処理に用いられる種汚泥又は種菌と被検排水との浄化処理の適合性を評価するにあたって、種汚泥又は種菌に含まれる微生物による排水の浄化処理能力をよく反映した、正確な評価を行うことができる。また、短時間で評価結果を得ることができ、操作に熟練を要することもない。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】試験例１において測定した蛋白質分解活性の結果を示す図表である。
【図２】試験例２においてヨウ素デンプン反応の青紫色の呈色を５５０ｎｍの吸光度により測定した結果を示す図表である。
【図３】実施例１においてデンプン分解活性試験紙に各種汚泥を滴下してヨウ素溶液により呈色判定した結果を示す写真であり（ａ）は汚泥を滴下しないブランクの結果であり（ｂ）は標準活性汚泥又はバチルス菌を優占化させた汚泥を畜産排水で所定時間培養した後に試験紙に滴下して呈色判定した結果であり（ｃ）は標準活性汚泥又はバチルス菌を優占化させた汚泥を飲料工場排水で所定時間培養した後に試験紙に滴下して呈色判定した結果である。
【図４】実施例２において蛋白質分解活性試験紙に各種汚泥を滴下して蛋白質検出試薬（「クマシーステインG-250」（バイオラッド社製））液により呈色判定した結果を示す写真であり（ａ）はカゼイン溶液を含浸させないブランクのろ紙の結果であり（ｂ）は汚泥を滴下しない試験紙の結果であり（ｃ）は標準活性汚泥を飲料工場排水で所定時間培養した後に試験紙に滴下して呈色判定した結果であり（ｄ）は標準活性汚泥にバチルス菌を優占化させた汚泥を飲料工場排水で所定時間培養した後に試験紙に滴下して呈色判定した結果である。
【図５】実施例３においてヨウ素デンプン反応の青紫色の呈色を５５０ｎｍの吸光度により測定した結果を示す図表である。
【図６】実施例４においてクマシーブリリアントブルーが蛋白質に結合したときに呈する青色の呈色を５９５ｎｍの吸光度により測定した結果を示す図表である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の対象となる排水としては、窒素、有機物を含む排水であれば特に限定はなく、例えば家庭排水や、穀類でんぷん製造業、乳製品製造業、食肉センター、砂糖製造業、畜産食料品製造業、畜産農業、肉製品製造業、食肉ハム・ソーセージ製造業、水産練り製品製造業、水産食料品製造業、有機化学工業製造業、無機化学工業製造業などからの排水が挙げられる。
【００１８】
本発明の対象となる種汚泥又は種菌としては、排水の浄化処理能力のために排水処理施設に投入される種汚泥や種菌であればよく、特に制限はない。排水処理施設の立ち上げ時に投入される種汚泥や種菌のほか、浄化効率の維持や改善のために排水処理施設の運転時に追加投入されるものも含む。また、工場から排出される排水の水質、例えばＢＯＤが急変した時に排水処理の安定化のとき利用される種汚泥又は種菌などであってもよい。
【００１９】
本発明は、被検排水に種汚泥又は種菌を添加して所定時間培養後に、その種汚泥又は種菌の酵素活性を検出することで、種汚泥又は種菌が処理対象の排水に対して処理能力があるか否かを簡便かつ正確に予測できるという発想に基づいている。
【００２０】
種汚泥又は種菌を被検排水に添加して所定時間培養する際の被検排水の量は、特に制限はなく、１〜１００ｍＬ程度であればよい。それに対する種汚泥又は種菌の添加量についても、特に制限はなく、乾燥重量で０．００１〜５ｇ程度であればよい。このとき種汚泥又は種菌に含まれる微生物の菌数換算濃度として１０６〜１０９個／ｍＬ程度となるように被検排水に添加することが好ましい。培養は、適宜振とうしながら、あるいはスターラーなどで攪拌しながら、室温〜３０℃で行なうことが好ましい。より好ましくは被検排水の処理されている反応槽の水温と同等の温度で行うことが好ましい。培養時間としては、また、１〜４８時間程度培養することが好ましく、３〜２４時間程度培養することがより好ましく、６〜１８時間程度培養することが更により好ましい。
【００２１】
被検排水との培養において、種汚泥又は種菌に含まれる微生物に対する阻害因子が存在したりすれば、それが種汚泥又は種菌の酵素活性に負の影響をもたらすので、そのような場合にはその排水の浄化には適さないと評価できる。一方、種汚泥又は種菌の酵素活性が培養前のものと同程度に維持されるか、あるいは向上すれば、少なくともその排水中に種汚泥又は種菌に含まれる微生物に対する阻害因子は無いか、あるいは乏しく、その種汚泥又は種菌を排水の浄化に用いても問題ないと評価できる。
【００２２】
指標にする酵素としては、処理対象となる排水中の有機物は大きく分けて蛋白質、炭水化物、脂質からなるため、これらを分解する酵素であることが好ましい。例えば、蛋白質を分解する酵素としてはプロテアーゼと総記される蛋白質分解酵素が挙げられる。より詳細には、トリプシン、ペプシン、パパインなどが挙げられる。炭水化物を分解する酵素としては、デンプンを分解するアミラーゼ、セルロースを分解するセルラーゼなどが挙げられる。脂質を分解する酵素としてはリパーゼが挙げられる。これら酵素の１種を指標にしてもよく、又はこれら酵素の複数種についての活性を指標にしてもよい。
【００２３】
種汚泥又は種菌の酵素活性を検出する手段としては、被検排水との培養後に、培養液（不溶性培養物を除いた部分）や不溶性培養物、あるいは培養液と不溶性培養物を含む培養物（培養物の総体）を採集し、その一部又は全部を用いて、周知の酵素活性検出法を利用して酵素活性を検出することなどにより行うことができる。例えば、後述する実施例で示すように、デンプンを酵素基質にしてデンプン分解酵素の活性を検出することができる。また、カゼインを酵素基質にして蛋白質分解酵素の活性を検出することができる。
【００２４】
上記不溶性培養物は、添加した種汚泥又は種菌が主な構成要素であり、これには酵素の産生源である微生物が含まれている。よって、この不溶性培養物から、直接に、被検排水との培養後の種汚泥又は種菌の酵素活性を検出することができる。簡便かつ迅速に検出結果を得るには、例えば、後述する実施例で示すように、酵素基質を担持した試験紙を用いる方法などが挙げられる。より詳細には、ろ紙等の担体上に酵素基質を担持し、それに上記不溶性培養物を５０〜２００μＬ程度滴下して所定時間後に呈色試薬により呈色判定する方法などが挙げられる。呈色試薬としては、例えばデンプンに結合するヨウ素溶液が挙げられる。これによれば、上記不溶性培養物が分泌するデンプン分解酵素の活性が存在すれば、試験紙に滴下した上記不溶性培養物の周囲にヨウ素がデンプンに結合したときに呈する青紫色を呈しないハローが形成されるので、視覚的にその活性の存在を検出できる。また、呈色試薬として、例えば蛋白質結合性色素であるクマシーブリリアントブルー（CBB：Coomassie Brilliant Blue）溶液が挙げられる。これによれば、上記不溶性培養物が分泌する蛋白質分解酵素の活性が存在すれば、試験紙に滴下した上記不溶性培養物の周囲にクマシーブリリアントブルーが蛋白質に結合したときに呈する青色を呈しないハローが形成されるので、視覚的にその活性の存在を検出できる。なお、これらの呈色は画像処理解析装置などによっても、検出することができる。
【００２５】
一方、上記培養液（不溶性培養物を除いた部分）には、酵素の産生源である微生物が含まれていない。よって、この培養液の酵素活性を検出することにより、被検排水に添加した種汚泥又は種菌に含まれる微生物が培養中に分泌した酵素活性を検出することになる。また、上記培養液と不溶性培養物を含む培養物（培養物の総体）にも、全体量からみて微生物量は乏しく、その培養物の酵素活性を検出することによって、実質的には被検排水に添加した種汚泥又は種菌に含まれる微生物が培養中に分泌した酵素活性を検出することになる。これらの場合、培養後のものを直接に検出するには上記不溶性培養物に比べて酵素活性が薄まっていることが予測されるので、簡便かつ迅速に検出結果を得るには、例えば、後述する実施例で示すように、予め被検排水に酵素基質を添加しておき、培養後の培養液又は培養物と呈色試薬とを混合して呈色判定することが好ましい。より詳細には、呈色試薬として例えば上述したヨウ素溶液を用いる例を挙げれば、被検排水に酵素基質として添加したデンプンが培養中に分解されれば、培養後に採集した上記培養液又は培養物中のデンプン含量が減り、ヨウ素溶液を添加したときにヨウ素がデンプンに結合したときに呈する青紫色を呈しないか、又はその呈色の程度が弱くなるので、視覚的にその培養中のデンプン分解酵素活性の存在を検出できる。その呈色は分光光度計により５５０ｎｍの吸光度を測定することなどによっても、検出することができる。また、呈色試薬として例えば上述したクマシーブリリアントブルー（CBB：Coomassie Brilliant Blue）溶液を用いる例を挙げれば、被検排水に酵素基質として添加した蛋白質（カゼイン）が培養中に分解されれば、培養後に採集した上記培養液又は培養物中の蛋白質（カゼイン）含量が減り、クマシーブリリアントブルー溶液を添加したときにクマシーブリリアントブルーが蛋白質に結合したときに呈する青色を呈しないか、又はその呈色の程度が弱くなるので、視覚的にその培養中の蛋白質分解酵素活性の存在を検出できる。その呈色は分光光度計により５９５ｎｍの吸光度を測定することなどによっても、検出することができる。
【００２６】
また、上述したように、上記培養液又は培養物を用いて酵素活性を検出する場合は、培養後のものを直接に検出するには酵素活性が弱すぎることが予測される。そこで、簡便かつ迅速に検出結果を得るには、本発明の目的を損ねない範囲で、培養時の種汚泥又は種菌の濃度を高めて培養してもよい。その場合、種汚泥又は種菌の濃度として乾燥重量で０．０５〜５ｇ／ｍＬ程度、種汚泥又は種菌に含まれる微生物の菌数換算濃度として１０7〜１０9個／ｍＬ程度となるように被検排水に種汚泥又は種菌を添加することが好ましい。
【００２７】
なお、被検排水との培養後にその培養物から採集した上記培養液（不溶性培養物を除いた部分）や上記培養液と不溶性培養物を含む培養物（培養物の総体）については、上記酵素活性とは別に、その一部又は全部を用いて、周知の簡易検出法を利用して、それに含まれる有機物や窒素、悪臭成分などを検出してもよい。
【００２８】
例えば、有機物については簡易的にＣＯＤ（化学的酸素要求量）パックテスト（株式会社共立理化学研究所製）を用いることができる。被検排水との培養の前後のＣＯＤ値を比較して、培養後のほうがその値が低ければその排水に対して処理能力が高いと判断できる。
【００２９】
また、窒素については簡易的にアンモニアパックテスト（株式会社共立理化学研究所製）を用いることができる。被検排水との培養の前後のアンモニア成分値を比較して、培養後のほうがその値が低ければその排水に対して処理能力が高いと判断できる。
【００３０】
また、悪臭成分の除去については簡易的にガス検知管（株式会社ガステック製）を用いることができる。被検排水との培養の前後の悪臭成分値を比較して、培養後のほうがその値が低ければその排水に対して処理能力が高いと判断できる。
【００３１】
本発明の排水処理性能の評価方法では、これら有機物除去性能、窒素除去性能、悪臭除去性能などに関する評価との総合評価によって、排水処理に用いられる種汚泥又は種菌と被検排水との浄化処理の適合性を、より正確に評価することができる。
【実施例】
【００３２】
以下に実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、本発明の範囲はこれら実施例によって何ら限定されるものではない。
【００３３】
＜試験例１＞
種菌としての可能性がある、バチルス属細菌のＢａｃｉｌｌｕｓ  ｍｅｔｈｙｌｏｔｒｏｐｈｉｃｕｓ（以下、「バチルス菌株Ａ」という。）と、バチルス属細菌のＢａｃｉｌｌｕｓ ｓｕｂｔｉｌｉｓに近縁なＢａｃｉｌｌｕｓ ｓｐ．（以下、「バチルス菌株Ｂ」という。）と、大腸菌のＥｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ  ｃｏｌｉ  Ｋ１２株（以下、「大腸菌Ｋ１２株」という。）とについて、それらの蛋白質分解酵素活性を比較した。
【００３４】
各菌株をそれぞれＮｕｔｒｉｅｎｔ培地に接種し、３０℃で一晩培養を行った。このとき、バチルス菌の活性を向上させる活性剤（ケイ酸を含むミネラル）を２ｍｇ／ｍＬになるように添加した。培養後の培養液を孔径０．２μｍのフィルターでろ過し、菌を取り除いた後の培養液について、蛋白質分解活性を検証した。
【００３５】
蛋白質分解活性の測定は、蛍光蛋白質分解酵素アッセイキット（サーモフィッシャーサイエンティフィック社）を用いて行なった。このキットに含まれる試薬は蛋白質分解酵素の存在により蛍光強度が上昇するものである。各試料をこのキットに供してその蛍光強度を測定するとともに、別途、蛋白質分解酵素の１つであるトリプシンを所定濃度で段階希釈して、同様に蛍光強度を測定して検量線を得た。この検量線に、各試料について測定された蛍光強度をあてはめることにより、試料中の蛋白質分解酵素の活性を培養液１００μＬあたりのトリプシン相当量として求めた。
【００３６】
その結果、図１に示されるように、大腸菌Ｋ１２株では培養液中の蛋白質分解酵素のトリプシン相当量は検出下限未満であり、蛋白質分解酵素がほとんど分泌されないことを示していた。それに対してバチルス菌株Ａおよびバチルス菌株Ｂでは、培養液中の蛋白質分解酵素のトリプシン相当量はそれぞれ７０ｎｇ／１００μＬ、１２．５ｎｇ／１００μＬであり、これらのバチルス菌が蛋白質分解酵素をよく分泌していることが示された。
【００３７】
＜試験例２＞
試験例１と同様に培養した各バチルス菌株のそれぞれの培養液について、培養液中に分泌されたデンプン分解酵素活性を調べた。
【００３８】
具体的には、上記培養後の培養液を孔径０．２μｍのフィルターでろ過し、そのろ液１ｍＬに０．５％水溶性デンプンを３ｍL加え、６０分後、ヨウ素溶液を滴下した。デンプンが残存していれば、ヨウ素デンプン反応特有の青紫色を呈し、デンプンが分解されていれば変色しない。その呈色を５５０ｎｍの吸光度により測定した。
【００３９】
その結果、図２に示されるように、大腸菌Ｋ１２株では５５０ｎｍの吸光度が高く、デンプンが残存していることから、デンプン分解酵素がほとんど分泌されないことを示していた。それに対してバチルス菌株Ａおよびバチルス菌株Ｂでは、５５０ｎｍの吸光度がいずれも０．５以下と低くなり、デンプンが分解していることから、これらのバチルス菌がデンプン分解酵素をよく分泌していることが示された。
【００４０】
上記試験例１，２の結果のとおり、同じバチルス菌であっても菌体外に分泌される酵素の活性は種属や菌株によってまちまちであった。また、実際に用いられる排水の性質によっても、酵素の活性に変化が生じることは十分に予想される。一方で、このように微生物の菌体外に分泌される酵素による汚濁物質の分解能力が、全体の排水処理能力に大きく寄与するものと考えられる。よって、排水処理に用いられる種汚泥又は種菌について、排水浄化処理能力をよく反映した評価を行うには、実際に用いられる排水にそれらを添加して所定時間培養したときに、その種汚泥又は種菌に含まれる微生物が菌体外に分泌する酵素の活性を測定するのがよいものと考えられた。
【００４１】
＜試験例３＞
以下の工程（１）〜（３）により、簡易測定キット用のデンプン分解活性試験紙を作製した。
【００４２】
（１）純水100mLに溶性デンプン（和光純薬株式会社製）を0.5g添加し、加熱煮沸して溶解する（0.5％デンプン溶液）。
（２）0.5%デンプン溶液にガラスフィルターを浸す。
（３）ガラスフィルターを引き上げ乾燥させる（試験紙）。
【００４３】
この試験紙に、テストする汚泥を0.1mL滴下し、室温で１時間おき、その後ヨウ素溶液を滴下して呈色判定することにより、汚泥に含まれる微生物が分泌するデンプン分解酵素の活性を簡易測定することができた。
【００４４】
＜試験例４＞
以下の工程（１）により、簡易測定キット用のデンプン分解活性試験液を作製した。
【００４５】
（１）純水100mLに溶性デンプン（和光純薬株式会社製）を0.5g添加し、加熱煮沸して溶解する（0.5％デンプン溶液：試験液）。
【００４６】
この試験液0.1mLを被検排水1mLに添加し、更にテストする汚泥を1mL添加して、室温で一晩振とうした後、一定時間静置して汚泥を沈降させて上澄みを別の試験管に移した。その上澄みにヨウ素溶液を滴下して呈色判定することにより、汚泥に含まれる微生物が分泌するデンプン分解酵素の活性を簡易測定することができた。
【００４７】
＜試験例５＞
以下の工程（１）〜（４）により、簡易測定キット用の蛋白質分解活性試験紙を作製した。
【００４８】
（１）0.5N水酸化ナトリウム溶液80mLにカゼイン（和光純薬株式会社製）を0.5g添加し、カゼインを溶解する。
（２）塩酸でpHを8.5程度に合わせる（0.5％カゼイン溶液）。
（３）0.5％カゼイン溶液にろ紙を浸す。
（４）ろ紙を引き上げ乾燥させる（試験紙）。
【００４９】
この試験紙に、テストする汚泥を0.1mL滴下し、室温で１時間おき、その後蛋白質検出試薬（「クマシーステインG-250」（バイオラッド社製））液を滴下して呈色判定することにより、汚泥に含まれる微生物が分泌する蛋白質分解酵素の活性を簡易測定することができた。
【００５０】
＜試験例６＞
以下の工程（１）〜（２）により、簡易測定キット用の蛋白質分解活性試験液を作製した。
【００５１】
（１）0.5N水酸化ナトリウム溶液80mLにカゼイン（和光純薬株式会社製）を0.5g添加し、カゼインを溶解する。
（２）塩酸でpHを8.5程度に合わせる（0.5％カゼイン溶液：試験液）。
【００５２】
この試験液0.1mLを被検排水1mLに添加し、更にテストする汚泥を1mL添加して、室温で一晩振とうした後、一定時間静置して汚泥を沈降させて上澄みを別の試験管に移した。その上澄みに蛋白質検出試薬（「クマシーステインG-250」（バイオラッド社製））液を滴下して呈色判定することにより、汚泥に含まれる微生物が分泌する蛋白質分解酵素の活性を簡易測定することができた。
【００５３】
＜実施例１＞
排水処理施設の立ち上げ時などに種汚泥などとして通常用いられる標準活性汚泥と、汚泥にバチルス菌を優占化させたバチルス優占化汚泥について、それらと、処理対象排水である畜産排水又は飲料工場排水との浄化処理の適合性を評価した。なお、このバチルス優占化汚泥は、バチルス菌の活性を向上させる活性剤（ケイ酸を含むミネラル）を排水処理の処理槽内に投入するなどしてバチルス菌を優占化させた系で運転した排水処理施設からの余剰汚泥である。
【００５４】
まず、畜産排水又は飲料工場排水100mLに標準活性汚泥又はバチルス優占化汚泥を約10mL、乾燥重量で0.01gを添加し、室温で一晩振とうした後、一定時間静置して汚泥を沈降させて上澄み部分を取り除き、その汚泥を採取した。
【００５５】
この汚泥について試験例３で作製したデンプン分解活性試験紙を用いて、試験例３と同様にして、デンプン分解酵素の活性の簡易測定を行なった。その結果を図３に示す。なお、図３（ａ）〜図３（ｃ）のそれぞれの上段は、ヨウ素溶液で染色する前の試験紙又はそれに滴下された汚泥の写真であり、図３（ａ）〜図３（ｃ）のそれぞれの下段は、ヨウ素溶液で染色した後の写真である。
【００５６】
その結果、図３（ｂ）下段に示されるように、畜産排水に暴露した標準活性汚泥とバチルス優占化汚泥のいずれにおいても、汚泥の周囲にヨウ素溶液で染色されないハローが形成されて、汚泥に含まれる微生物がデンプン分解酵素を分泌していることを視覚的に確認できた（図３（ｂ）下段中にＡまたはＢの囲いで示す）。また、標準活性汚泥に比べてバチルス優占化汚泥のほうがハロー形成は大きく、デンプン分解酵素活性がバチルス優占化汚泥のほうが強いことも、視覚的に確認できた（図３（ｂ）下段中にＡまたはＢの囲いで示す）。また、図３（ｃ）下段に示されるように、飲料工場排水に暴露した標準活性汚泥とバチルス優占化汚泥の場合も、同様の結果であった（図３（ｃ）下段中にＣまたはＤの囲いで示す）。
【００５７】
以上の結果より、上記標準活性汚泥と上記バチルス優占化汚泥とは、いずれも、処理対象排水である畜産排水や飲料工場排水を処理する環境下においてデンプン分解酵素活性に優れ、それらを排水処理するための種汚泥として好適であることが明らかとなった。
【００５８】
＜実施例２＞
標準活性汚泥とバチルス優占化汚泥について、それらと、処理対象排水である飲料工場排水との浄化処理の適合性を評価した。なお、標準活性汚泥とバチルス優占化汚泥は実施例1と同じものを用いた。
【００５９】
まず、飲料工場排水100mLに標準活性汚泥又はバチルス優占化汚泥を約10mL、乾燥重量で0.01gを添加し、室温で一晩振とうした後、一定時間静置して汚泥を沈降させて上澄み部分を取り除き、その汚泥を採取した。
【００６０】
この汚泥について試験例５で作製した蛋白質分解活性試験紙を用いて、試験例５と同様にして、蛋白質分解酵素の活性の簡易測定を行なった。
【００６１】
その結果、図４（ｃ），（ｄ）に示されるように、飲料工場排水に暴露した標準活性汚泥とバチルス優占化汚泥のいずれにおいても、汚泥の周囲に蛋白質検出試薬（「クマシーステインG-250」（バイオラッド社製））液で染色されないハローが形成されて、汚泥に含まれる微生物が蛋白質分解酵素を分泌していることを視覚的に確認できた（図４中にＥまたはＦの囲いで示す）。
【００６２】
以上の結果より、上記標準活性汚泥と上記バチルス優占化汚泥とは、いずれも、処理対象排水である飲料工場排水を処理する環境下において蛋白質分解酵素活性に優れ、それらを排水処理するための種汚泥として好適であることが明らかとなった。
【００６３】
＜実施例３＞
標準活性汚泥とバチルス優占化汚泥について、それらと、処理対象排水である飲料工場排水又は人工排水との浄化処理の適合性を評価した。なお、標準活性汚泥とバチルス優占化汚泥は実施例１、２と同じものを用いた。また、人工排水は、人工排水濃縮液を適宜純水で希釈したものを使用した。今回は人工排水濃縮液を100倍希釈し、ＢＯＤが200mg/L程度となった人工排水を用いた。人工排水濃縮液は、ペプトン16g、肉エキス11g、尿素3g、塩化ナトリウム0.7g、塩化カルシウム２水和物0.4g、硫酸マグネシウム７水和物0.2g、及びリン酸水素２カリウム無水和物2.8gを純水1Lに溶解して調製した。
【００６４】
試験例４で作製したデンプン分解活性試験液0.1mLを飲料工場排水又は人工排水1mLに添加し、標準活性汚泥又はバチルス優占化汚泥を1mL、乾燥重量で0.001g添加して、室温で一晩振とうした後、一定時間静置して汚泥を沈降させて上澄みを別の試験管に移した。その上澄み１mLにヨウ素溶液（0.05モル/Lヨウ素溶液）を20μL滴下して、５５０ｎｍの吸光度を測定することにより呈色判定を行なった。
【００６５】
その結果、図５に示されるように、飲料工場排水又は人工排水にいずれに暴露したバチルス優占化汚泥おいても、ヨウ素がデンプンに結合したときに呈する青紫色の呈色の程度が、それぞれ標準活性汚泥の場合と比べて、より弱くなり、デンプン分解酵素活性がバチルス優占化汚泥のほうが強いことが確認できた。
【００６６】
以上の結果より、上記標準活性汚泥に比べて上記バチルス優占化汚泥のほうが、処理対象排水である飲料工場排水又は人工排水を処理する環境下においてデンプン分解酵素活性に優れ、それらを排水処理するための種汚泥として好適であることが明らかとなった。
【００６７】
＜実施例４＞
標準活性汚泥とバチルス優占化汚泥について、それらと、処理対象排水である飲料工場排水又は人工排水との浄化処理の適合性を評価した。なお、標準活性汚泥とバチルス優占化汚泥は実施例１〜３と同じものを用い、また、人工排水は実施例３と同じものを用いた。
【００６８】
試験例６で作製した蛋白質分解活性試験液0.1mLを飲料工場排水又は人工排水1mLに添加し、標準活性汚泥又はバチルス優占化汚泥を1mL、乾燥重量で0.001g添加して、室温で一晩振とうした後、一定時間静置して汚泥を沈降させて上澄みを別の試験管に移した。その上澄み１mLに蛋白質検出試薬（「クマシーステインG-250」（バイオラッド社製））液を１mL滴下して、５９５ｎｍの吸光度を測定することにより呈色判定を行なった。
【００６９】
その結果、図６に示されるように、飲料工場排水又は人工排水にいずれに暴露したバチルス優占化汚泥おいても、蛋白質検出試薬（「クマシーステインG-250」（バイオラッド社製））液のクマシーブリリアントブルーが蛋白質に結合したときに呈する青色の呈色の程度が、それぞれ標準活性汚泥の場合と比べて、より弱くなり、蛋白質分解酵素活性がバチルス優占化汚泥のほうが強いことが確認できた。
【００７０】
以上の結果より、上記標準活性汚泥に比べて上記バチルス優占化汚泥のほうが、処理対象排水である飲料工場排水又は人工排水を処理する環境下において蛋白質分解酵素活性に優れ、それらを排水処理するための種汚泥として好適であることが明らかとなった。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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