(57)【要約】【課題】下水処理水等の排水から、実用化可能なレベルでカリウムを比較的安価に回収できる方法を提供すること。【解決手段】カリウムを含有する排水から、イオン交換体を用いて、カリウム塩及びナトリウム塩を含有する水溶液を調製する工程（Ａ）、工程（Ａ）で調製した、カリウム塩及びナトリウム塩を含有する水溶液を用いて好塩古細菌を培養する工程（Ｂ）、但し、前記好塩古細菌は、カリウムを生物濃縮する性質を持つ好塩古細菌である、工程（Ｂ）で培養して得た好塩古細菌菌体を回収し、回収した菌体からカリウム塩と塩化ナトリウム塩の混合物を得、得られたカリウム塩とナトリウム塩の混合物からカリウム塩を得る工程（Ｃ）を含む、カリウム塩の製造方法。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カリウムを含有する排水から、カリウム塩及びナトリウム塩を含有する水溶液を調製する工程（Ａ）、
工程（Ａ）で調製した、カリウム塩及びナトリウム塩を含有する水溶液を用いて好塩古細菌を培養する工程（Ｂ）、但し、前記好塩古細菌は、カリウムを生物濃縮する性質を持つ好塩古細菌である、
工程（Ｂ）で培養して得た好塩古細菌菌体を回収し、回収した菌体からカリウム塩と塩化ナトリウム塩の混合物を得、得られたカリウム塩とナトリウム塩の混合物からカリウム塩を得る工程（Ｃ）を含む、
カリウム塩の製造方法。
【請求項２】
工程（Ａ）で調製する、カリウム塩及びナトリウム塩を含有する水溶液におけるナトリウム塩濃度は、前記好塩古細菌の最適ナトリウム塩濃度付近とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
工程（Ｂ）における好塩古細菌の培養は、有機性廃棄物に含まれる有機物を炭素源として用いて行う、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記カリウム塩及びナトリウム塩は、それぞれ塩化カリウム及び塩化ナトリウムである請求項１〜３のいずれかに記載の製造方法。
【請求項５】
工程（Ｃ）における、回収菌体からのカリウム塩と塩化ナトリウム塩の混合物の取得は、回収菌体を焼却して得られる灰としてカリウム塩と塩化ナトリウム塩の混合物を得ることで行う、請求項１〜４のいずれかに記載の製造方法。
【請求項６】
工程（Ｂ）における好塩古細菌の培養用培養液には、好塩古細菌の生育用金属成分をさらに添加する、請求項１〜５のいずれかに記載の製造方法。
【請求項７】
前記好塩古細菌の生育用金属成分はマグネシウムである、請求項６に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排水からのカリウム塩の回収工程を含む、カリウム塩の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
カリウム（Ｋ）は、肥料の三要素の一つであり、日本ではその全量を輸入に依存し、５０〜６０万ｔ/年に登る。１ｔ当たりの価格は６〜９万円であり、年々上昇している。そこで、輸入に頼らないＫ源の確保が肥料の安定供給の観点から必要な状況である。
【０００３】
一方、下水処理水のカリウム含有量は、試算によれば、約３０万ｔ/年に登る。しかし、下水処理水からのカリウムの回収が実用された例は知られていない。
【０００４】
下水処理水のカリウム方法はいくつか報告されている。
（１）特許文献１に記載の方法では、陽イオン交換体、具体的にはゼオライトを用い、排水中のアンモニアイオンとカリウムイオンを除去し、塩化ナトリウム水溶液へ溶脱させ、これに別途，陰イオン交換体でリンを除去・溶脱させた液を混合し、塩化マグネシウム等を加えMgNH4PO4やMgKPO4として析出沈殿させてMgKPO4を回収する方法である。この方法は、カリウムイオンのみではなく、アンモニウムイオン及びリン酸イオンも回収することを目的としている。
【０００５】
（２）ゼオライトを用いたアンモニアとカリウムの回収は、尿や畜産排水の嫌気性処理水を対象に少数の例がある（非特許文献１及び２）。これらの方法は、最終的には塩化ナトリウム水溶液にさせ，溶脱マグネシウムを用いた析出による回収を想定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許4,477,355号
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】B. Beler Baykalら，The effect of initial loading on the removal of ammonium and potassium from source-separated human urine via clinoptilolite，2009，Water Science & Technology，60 10，2515-2020
【非特許文献２】Xuejun Guoら, Ammonium and potassium removal for anaerobically digested wastewater using natural clinoptilolite followed by membrane pretreatment, 2008, Journal of Hazardous Materials, 151, 125-133
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に記載の方法は、都市下水を対象とした場合、溶脱液中のアンモニア・カリウムとリン酸のバランスが悪い、即ち、回収対象の陽イオンがPO43-に対して多いため、ごく一部の陽イオンしか回収することはできず、陽イオンであるカリウムイオンの回収率も低いという問題がある。
【０００９】
非特許文献１及び２に記載の方法は、尿や、汚泥の嫌気性消化液中のアンモニアやカリウムを陽イオン交換体であるクリノプチロライトで吸着除去するものであるが、吸着したアンモニアやカリウムを回収する手法については触れていない。
【００１０】
本発明は、下水処理水等の排水から、実用化可能なレベルでカリウムを比較的安価に回収できる方法を提供することを目的とする。
【００１１】
本発明者らは、カリウムを高濃度で生物濃縮する性質を持つ好塩古細菌を利用すること、さらには、好塩古細菌を用いる生物濃縮に必要な培養成分も下水処理水に含まれる成分を用いることで、上記目的を達成することができる新たな方法を提供できることを見いだして本発明を完成させた。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は以下の通りである。
［１］
カリウムを含有する排水から、カリウム塩及びナトリウム塩を含有する水溶液を調製する工程（Ａ）、
工程（Ａ）で調製した、カリウム塩及びナトリウム塩を含有する水溶液を用いて好塩古細菌を培養する工程（Ｂ）、但し、前記好塩古細菌は、カリウムを生物濃縮する性質を持つ好塩古細菌である、
工程（Ｂ）で培養して得た好塩古細菌菌体を回収し、回収した菌体からカリウム塩と塩化ナトリウム塩の混合物を得、得られたカリウム塩とナトリウム塩の混合物からカリウム塩を得る工程（Ｃ）を含む、
カリウム塩の製造方法。
［２］
工程（Ａ）で調製する、カリウム塩及びナトリウム塩を含有する水溶液におけるナトリウム塩濃度は、前記好塩古細菌の最適ナトリウム塩濃度付近とする、［１］に記載の方法。
［３］
工程（Ｂ）における好塩古細菌の培養は、有機性廃棄物に含まれる有機物を炭素源として用いて行う、［１］又は［２］に記載の方法。
［４］
前記カリウム塩及びナトリウム塩は、それぞれ塩化カリウム及び塩化ナトリウムである［１］〜［３］のいずれかに記載の製造方法。
［５］
工程（Ｃ）における、回収菌体からのカリウム塩と塩化ナトリウム塩の混合物の取得は、回収菌体を焼却して得られる灰としてカリウム塩と塩化ナトリウム塩の混合物を得ることで行う、［１］〜［４］のいずれかに記載の製造方法。
［６］
工程（Ｂ）における好塩古細菌の培養用培養液には、好塩古細菌の生育用金属成分をさらに添加する、［１］〜［５］のいずれかに記載の製造方法。
［７］
前記好塩古細菌の生育用金属成分はマグネシウムである、［６］に記載の製造方法。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、下水処理水から、実用化可能なレベルでカリウムを比較的安価に回収できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施態様のフロー説明図を示す。
【図２】実施例１における、下水処理水からゼオライトを用いて、カリウムイオンを含有する塩化ナトリウム水溶液の調製方法の概略図（ゼオライトへのカリウムイオンの置換）を示す。
【図３】実施例１における、下水処理水からゼオライトを用いて、カリウムイオンを含有する塩化ナトリウム水溶液の調製方法の概略図（ゼオライトからのカリウムイオンの塩化ナトリウム水溶液への放出）を示す。
【図４】実施例２における、平板培養したH.メディテラニエ(H.mediterranei)の写真を示す。
【図５】実施例２における、(i)〜(iv)の各溶解性有機物抽出方法でのBOD測定の結果を示す。
【図６】実施例２における、(i)〜(iv)の方法で作成した培養液のBODとMg添加の有無による細菌増殖後の菌数の変化を示す。
【図７】実施例２における、H.メディテラニエ(H.mediterranei)の増殖に必要なマグネシウム濃度を求める実験結果を示す。
【図８】実施例２における、汚泥を炭素源として培養したH.メディテラニエ(H.mediterranei)菌体中のイオン濃度に関する実験結果を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明のカリウム塩の製造方法は、下記工程（Ａ）〜（Ｃ）を含む。
工程（Ａ）：カリウムを含有する排水から、カリウム塩及びナトリウム塩を含有する水溶液を調製する工程、
工程（Ｂ）：工程（Ａ）で調製した、カリウム塩及びナトリウム塩を含有する水溶液を用いて好塩古細菌を培養する工程）、但し、前記好塩古細菌は、カリウムを生物濃縮する性質を持つ好塩古細菌である、
工程（Ｃ）：工程（Ｂ）で培養して得た好塩古細菌菌体を回収し、回収した菌体からカリウム塩と塩化ナトリウム塩の混合物を得、得られたカリウム塩とナトリウム塩の混合物からカリウム塩を得る。
【００１６】
図１に本発明の一実施態様のフロー説明図を示す。図１を参照しつつ本発明の方法について説明する。
【００１７】
工程（Ａ）：
カリウムを含有する排水から、カリウム塩及びナトリウム塩を含有する水溶液を調製する。出発原料として用いる排水は、カリウムを含有するものであれば、特に制限はないが、比較的多量の排出量を確保でき、かつカリウム含有量が比較的高いことから、生活排水，分離された尿，畜産排水及び食品産業排水を例示できる。但し、これらの限定される意図ではなく、カリウムを含有する排水であればよい。排水中のカリウム含有量が比較的高い場合、例えば、K+として100mg/L以上である場合には、排水にナトリウム塩またはナトリウム塩水溶液を添加することで、カリウム塩及びナトリウム塩を含有する水溶液を調製することができる。排水中のカリウム含有量が比較的高い排水としては、尿排水や畜産排水を挙げることができる。カリウム塩及びナトリウム塩を含有する水溶液中のナトリウム塩濃度は、工程（Ｂ）において用いる好塩古細菌の最適塩濃度を考慮して適宜決定することができ、例えば、０.５〜５Ｍ、好ましくは２〜４Ｍの範囲とすることができる。
【００１８】
排水中のカリウム含有量が比較的低い場合、例えば、K+として100mg/L未満である場合には、イオン交換体を用いて排水中のカリウムを濃縮したカリウム塩及びナトリウム塩を含有する水溶液を調製することが好ましい。イオン交換体を用いた排水中のカリウムの濃縮工程を含むカリウム塩及びナトリウム塩を含有する水溶液を調製は、例えば、特許文献１に記載の方法を用いることができる。イオン交換体は、排水中に含まれるカリウムイオンをイオン交換できる陽イオン交換体であれば、特に制限はなく利用できる。陽イオン交換体としては、例えば、ゼオライトや陽イオン交換樹脂を用いることができる。ゼオライトとしては、天然ゼオライト及び合成ゼオライトの何れも使用できる。陽イオン交換体としてゼオライトを用いる場合、ゼオライトと排水を接触させて、排水中のカリウムイオンをゼオライトの陽イオンと交換する。次いで、このカリウムイオンを含有するゼオライトをナトリウム塩含有水溶液と接触させて、ゼオライト中のカリウムイオンを水溶液中に溶出させる。ゼオライト中のカリウムイオンの水溶液中への溶出を促進するためには、水溶液中のナトリウム塩濃度は高いことが好ましく、例えば、０.５〜５Ｍ、好ましくは２〜４Ｍの範囲とすることができる。カリウムイオンを溶出させた後のゼオライトは、排水からのイオン交換に再利用することができる。ゼオライトの代りに陽イオン交換樹脂を用いる場合も同様に実施できる。
【００１９】
工程（Ｂ）：
工程（Ａ）で調製した、カリウム塩及びナトリウム塩を含有する水溶液を用いて好塩古細菌を培養する。好塩古細菌は、一般に、海水以上の高濃度の塩水中で生息する細菌である。用いる好塩古細菌は、その中でも、カリウムを生物濃縮する性質を持つ好塩古細菌である。好塩古細菌には、種々の古細菌が知られているが、本発明では、カリウムを生物濃縮する性質を持つ好塩古細菌を用いる。カリウムを生物濃縮する性質を持つ好塩古細菌としては、ハロフェラクス(Haloferax)属に属する古細菌を挙げることができ、ハロフェラクス(Haloferax)属に属する古細菌の例としては、H.メディテラニエ(H.mediterranei)、H.デニトリフィカンス(H.denitrificans)を挙げることができる。H.メディテラニエ(H.mediterranei)は、例えば、NBRC14739を市販品として入手可能であり、H.デニトリフィカンス(H.denitrificans)は、例えば、ATCC35960を市販品として入手可能である。
【００２０】
好塩古細菌の培養は、工程（Ａ）で調製したカリウム塩及びナトリウム塩を含有する水溶液を用いて行うが、水溶液の塩濃度は、使用する好塩古細菌の最適ナトリウム塩濃度を考慮して設定することが好ましく、使用する好塩古細菌の最適ナトリウム塩濃度付近とすることが特に好ましい。H.メディテラニエ(H.mediterranei)の最適ナトリウム塩濃度は２．７Ｍである。水溶液の塩濃度は、工程（Ａ）におけるナトリウム塩濃度を調整することで、調整できる他、工程（Ａ）で調製した塩水溶液にさらにナトリウム塩を追加することでも調整することができる。
【００２１】
好塩古細菌の培養には、好塩古細菌の生育に必要な酸素と有機物を炭素源として供給して行う。酸素源としては空気を使用できる。炭素源となる有機物源としては、廃棄物である下水汚泥や食品産業の有機性廃棄物などを用いることができる。廃棄物としての汚泥等を用いることにより、カリウム塩の製造をより安価に行うことが可能となる。汚泥等の固形分を含むものを用いる場合には、汚泥等の固形分から有機物を抽出し、抽出液を用いることが好ましい。抽出液の調製には、培地のナトリウム塩濃度と同等の濃度のナトリウム塩水溶液を用いて行うことが、得られた抽出液をそのまま培養液として用いることができるという観点から好ましい。抽出液の調製には、汚泥等とナトリウム塩水溶液を混合し、必要により、一定時間置いた後、固液分離を行うことで実施できる。あるいは、汚泥等とナトリウム塩水溶液の混合物を加熱した後に、固液分離を行うことで実施できる。汚泥等に含まれる成分に応じて、含まれる有機物を効率よく、あるいは収率よく抽出できる方法を適宜選択することができる。
【００２２】
好塩古細菌の培養用培養液には、好塩古細菌の生育用金属成分をさらに添加することができる。H.メディテラニエ(H.mediterranei)は、生育にマグネシウムを必要とするので、この菌体を用いる場合には、好塩古細菌の生育用金属成分としてマグネシウムを培養用培養液に添加する。尚、排水からの汚泥に、マグネシウムが含まれる場合には、汚泥は、マグネシウム源としても利用できる。また、海水中には十分なマグネシウムが含まれていることから、海水に塩化ナトリウムを添加したものを培養液として用いることもできる．汚泥に十分量のマグネシウムが含まれない場合には、他のマグネシウム源をさらに添加することもできる。
【００２３】
なお、好塩古細菌の培養には、非常に高濃度の塩水を用いるため、通常の微生物は増殖できず、通常の微生物が含有される汚泥を有機物源等として用いても、好塩古細菌が優占的に増殖する。
【００２４】
工程（Ｃ）：
工程（Ｂ）で培養して得た好塩古細菌菌体を回収し、回収した菌体からカリウム塩と塩化ナトリウム塩の混合物を得る。好塩古細菌菌体の回収は、培養液から濾過や遠心分離などの固液体分離方法を用いて実施できる。回収菌体からのカリウム塩と塩化ナトリウム塩の混合物の取得は、例えば、回収菌体を焼却して得られる灰としてカリウム塩と塩化ナトリウム塩の混合物を得ることで行うことができる。
【００２５】
上記で得たカリウム塩とナトリウム塩の混合物からカリウム塩を得る。カリウム塩とナトリウム塩の混合物から、既存の方法でカリウム塩を分離（単離）することができる。カリウム塩の取得は、例えば、上記で得たカリウム塩とナトリウム塩の混合物からカリウム塩を結晶化させることが行うことができる。
【００２６】
本発明における前記カリウム塩及びナトリウム塩は、例えば、塩化カリウム及び塩化ナトリウムである。塩化物であることで、ナトリウム塩として比較的安価に入手できる塩化ナトリウムを用いることができ、かつ塩化カリウムの塩化ナトリウムからの分離（単離）も比較的容易に行うことができる。
【００２７】
カリウム塩とナトリウム塩の混合物からのカリウム塩の結晶化は、カリウム塩及びナトリウム塩が塩化カリウム及び塩化ナトリウムである場合、カリウム塩とナトリウム塩の混合物を水に、飽和溶解度付近まで加熱溶解し、次いでこれを冷却することで、塩化カリウムを結晶化させることができる。結晶化した塩化カリウムを水溶液から回収することで塩化カリウムを結晶として得ることができる。塩化カリウム結晶を回収して残った水溶液は、高濃度の塩化ナトリウムを含む水溶液であり、工程（Ａ）のカリウム塩及びナトリウム塩を含有する水溶液の調製への利用、あるいは、工程（Ｂ）での好塩古細菌菌体の培養液の塩濃度調整に利用することもできる。
【実施例】
【００２８】
以下、本発明を実施例に基づいて更に詳細に説明する。但し、実施例は本発明の例示であって、本発明は実施例に限定される意図ではない。
【００２９】
実施例１
下水処理水からカリウムを濃縮回収する方法をさらに詳細に説明するために、イオン交換体としてゼオライトを用いて、カリウムイオンを含有する塩化ナトリウム水溶液を調製した例を示す。
【００３０】
(i) 図２のような装置を準備し、あらかじめ陽イオンを溶出させた天然ゼオライト10gをカラムに充填する。用いたゼオライトは秋田県二ツ井産、福島県飯坂産、及び北海道仁木産の三種類である。
(ii) 下水処理水をポンプにより、空塔滞留時間5分、空塔速度1.3m/hでカラム内を流通させる。
(iii) イオンメーターによりカラム出口カリウム濃度を定期的に測定し、カラム出口濃度と下水処理水中の濃度が等しくなるまで下水処理水を流通させる。
(iv)図３のように、カラム内にNaCl2.7M 200ml（以下回収液）を循環流通させ、ゼオライトの陽イオン交換作用によりK+、Na+を置換し、カリウムを回収する。（※2.7Mという濃度は、生物濃縮における好塩古細菌の最適NaCl濃度が2.7Mであるため、それに合わせたものである。）
(v) イオンメーターにより回収液中のカリウム濃度を測定し、イオン濃度変化がなくなるまで循環通水させる。
(vi) (i)〜(v)の操作を同じゼオライト、同じ回収液を用いて3回繰り返し、回収液中のカリウム濃度を求めた。
【００３１】
3回の繰り返しで得られた、回収液中のカリウム濃度を表Iに示した。下水処理水中のカリウム濃度は8mg/Lであり、3回目の回収液中には、60〜85倍に濃縮されたカリウムを得ることができた。
なお、繰り返し回数を増やす、回収液の液量を200mlより減じる、等の操作により、より高濃度のカリウムを回収可能であり、H.メディテラニエ(H.mediterranei)の最適培地中のカリウム濃度2,260mg/Lを容易に得ることができる。
【００３２】
【表１】
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【００３３】
実施例２
次に、実際に下水処理水からカリウムを回収する際にH.メディテラニエ(H.mediterranei)培養の炭素源として余剰汚泥を使う例を示す。
余剰汚泥を炭素源としたH.メディテラニエ(H.mediterranei)が増殖可能な培地を知るために４つの方法で余剰汚泥から溶解性有機物を抽出し、それを炭素源・Mg源とした培養液でH.メディテラニエ(H.mediterranei)を培養した。溶解性有機物抽出後のBODと培養後の菌数を測定し検討を行った。
【００３４】
実験方法
(1)培養液作成
創生川水再生プラザより採取した余剰汚泥を一晩沈殿させ上澄み液を捨て濃縮し濃縮汚泥を作成した。この濃縮汚泥1LにNaCl:2.67 Mを加え以下の方法で溶解性有機物の抽出を行った。
【００３５】
溶解性有機物抽出方法
(i)NaCl溶液:2.67 M , 4Lを加え1時間混合：5倍希釈
(ii)直ちに固液分離
(iii)NaCl溶液:2.67 M , 1Lを加え4日間の混合：混合のみ
(iv)オートクレーブ(飽和水蒸気圧で121℃、2気圧、60分)
【００３６】
(i)と(iii)においては、高濃度NaCl溶液と混合を行うことで、浸透圧により余剰汚泥中の有機物や微生物から溶解性有機物の抽出を行った。また、余剰汚泥と混合したNaClはカリウムを溶脱させた回収液を想定している。それぞれの試料を1.0μm孔径グラスファイバーフィルター(ADVANTEC)で濾過を行い、固形分を除去し培養液とした。この培養液にH.メディテラニエ(H.mediterranei)の最適生育培地と同濃度のKCl，KBrを添加する。また、Mg要求性を検討するためにH.メディテラニエ(H.mediterranei)の最適生育培地と同濃度のMgCl26H2O，MgSO47H2Oを添加する培養液（表2）と添加せず汚泥由来のMg:2mMのみの培養液を作成した。
更に、Mg要求量を検討するため、上記培地のMg濃度を5〜145ｍMに変化させ最適生育培地と同程度の増殖が得られるMg濃度を求めた。
【００３７】
【表２】
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【００３８】
(2)培養条件
作成した培養液200 mLに平板培養をしておいたH.メディテラニエ(H.mediterranei)（図４）を白金耳で接種し、300 mL三角フラスコにシリコン栓をし、37℃, 100 rpmで振とう培養した。
【００３９】
分析方法
(1)濃縮汚泥からの有機物抽出量の測定
濃縮汚泥から抽出した溶解性有機物の指標として、固形分を除去後の培地の生物学的酸素要求量（BOD）を測定した。
【００４０】
（2）H.メディテラニエ(H.mediterranei)の計数
H.メディテラニエ(H.mediterranei)の計数は表-1の最適培地を用いた標準平板希釈法によった。
【００４１】
(3)菌体中の陽イオンの測定
H.メディテラニエ(H.mediterranei)が増殖した培養液40mlを12,000rpm、40分間遠心分離し、遠沈管内にペレット状の菌体を得た。ペレットを培養液から取出し、600℃の電気炉内で灰化した。灰の重量を測定し、不揮発性固形物量とした。得られた灰を40mlの純水に溶解させ、原子吸光光度法にて、カリウムイオン、ナトリウムイオンの濃度を測定し、菌体中のカリウムとナトリウムの存在量、割合を求め、不揮発性固形物量からカリウム、ナトリウム量を差し引いた量をその他の不揮発性固形物とした。
【００４２】
実験結果
(1)濃縮汚泥からの有機物抽出量の測定結果
図５に(i)〜(iv)の各溶解性有機物抽出方法のBOD測定の結果を示す。
【００４３】
これにより、抽出方法を変えることで抽出できる溶解性有機物量が変わることが示された。(iv)オートクレーブによる高温加圧処理で9000mg/LのBODを抽出できたが、より簡易で低コストな2.7M NaClによる溶解性有機物の抽出(iii)でも7000mg/L以上のBODを抽出できることが明らかとなった。
【００４４】
（2）標準平板希釈法による増殖後の菌数の測定結果
図６に（１）(i)〜(iv)の方法で作成した培養液のBODとMg添加の有無による細菌増殖後の菌数の変化を示す。横軸には（1）で測定したBODの値、縦軸には標準平板希釈法で測定した増殖後の菌数の対数値をとった。
【００４５】
図6よりMg添加・無添加のものどちらもBODと菌数に相関がみられた。またMgを添加した培養液と無添加の培養液の増殖後の菌数には約10倍の差がみられ、汚泥に含まれるMgのみでは、H.メディテラニエ(H.mediterranei)は十分に増殖できないことが明らかとなった。
【００４６】
(3)H.メディテラニエ(H.mediterranei)の増殖に必要なマグネシウム濃度
汚泥に含まれるMgのみではH.メディテラニエ(H.mediterranei)は十分に増殖しないことが明らかとなったため、下水汚泥を炭素源とした培地に，NaClとKCｌを最適生育培地と同濃度で添加し、Mg濃度を最適生育培地と同濃度の145mMから、適宜減じて5mMまで変化させて、H.メディテラニエ(H.mediterranei)の増殖に必要なMg添加量を求めた。H.メディテラニエ(H.mediterranei)の増殖は培地を520nmの吸光光度測定し、評価した。結果を図７に示す。図７よりMgは30mMあればよく、海水中にはMgが53mM含まれているため、海水に塩化ナトリウムを適宜加えることによって、培養液を作成できることが明らかとなった。
【００４７】
(4)汚泥を炭素源として培養したH.メディテラニエ(H.mediterranei)菌体中のカリウム濃縮
図８に(iv)オートクレーブによる高温加圧処理した汚泥の有機物を炭素源として増殖させたH.メディテラニエ(H.mediterranei)菌体中のカリウムとナトリウム及びその他の無機物の構成割合を分析方法(3)の菌体中の陽イオンの測定に示す方法で求め（図８の左の円グラフ）、さらに、その時の培地中の陽イオン構成割合を原子吸光光度法で求め、図８の右の円グラフに示す。
図８の左の円グラフ中の「その他」は、Ｋ及びＮａ以外の不揮発性固形物として測定された塩素イオンからなる陰イオンである。培地中のK/Na比は0.03であったが、菌体中K/Na比は1.28であり、培地中に比較し約43倍に濃縮されていた。
【００４８】
まとめ
(1) H.メディテラニエ(H.mediterranei)の増殖のための炭素源として下水汚泥を用いる場合、オートクレーブのように熱を利用する溶解性有機物抽出よりも、高濃度NaClによる溶解性有機物の抽出がコストや操作性の面から望ましい。今回の結果より、2.7M NaClによる溶解性有機物の抽出はH.メディテラニエ(H.mediterranei)の増殖に十分な有機物を抽出できることがわかった。
(2) H.メディテラニエ(H.mediterranei)の増殖にはマグネシウムが必要であり、下水汚泥由来のMgのみでは十分に増殖しなかったが、海水中のMg程度の濃度があれば、十分に増殖可能であることが判明した。
(3) 下水汚泥を炭素源として増殖したH.メディテラニエ(H.mediterranei)菌体中のカリウムは、培地中の43倍に濃縮することができた。濃縮したカリウム塩含有混合物(不揮発性固形物)からカリウム塩を容易に単離することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
排水からのカリウムの回収に関する技術分野において有用である。
【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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【図７】
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【図８】
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