(57)【要約】【課題】浄化対象の需用に応じて、浄化対象の近傍で必要とする環境浄化用微生物を迅速に培養し供給するシステム及び方法の提供。【解決手段】  環境浄化用微生物の培養及び供給システム１００を、種菌微生物、濃縮培養基、及び精製水を投入して微生物を培養する合成樹脂製の培養袋からなる容器２を有する培養装置１と、培養装置１で培養された微生物を含む菌体液を浄化対象環境に供給する供給装置１１とを備えて構成する。供給装置１１は、浄化対象地またはその近くまで移動可能な車両２１に搭載され、容器２から移し替えられた菌体液を貯留する菌体貯留槽１３と、菌体液を浄化対象の環境に送る送水管１４、送水ポンプ１５等からなる送水手段とを備えて構成される。浄化対象環境またはその近傍で、培養装置１で必要量の微生物を培養し、培養した微生物を供給装置１１で浄化対象環境に供給する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
化学物質によって汚染された自然環境に微生物を導入して浄化する自然環境浄化に使用する環境浄化用微生物の培養及び供給システムにおいて、
種菌微生物、濃縮培養基、及び精製水を投入して前記微生物を培養する合成樹脂製の培養袋を有する培養装置と、
前記培養装置で培養された前記微生物を含む菌体液を浄化対象環境に供給する供給装置と、を備え、
前記供給装置は、浄化対象環境またはその近傍まで移動可能な移動体に搭載され、
前記培養袋から移し替えられた前記菌体液を貯留する菌体貯留槽と、
前記菌体貯留槽内の前記菌体液を前記浄化対象環境に送る送水手段と、を備えていることを特徴とする環境浄化用微生物の培養及び供給システム。
【請求項２】
前記培養装置と、前記合成樹脂製の培養袋に前記精製水を充填し、前記種菌微生物、前記濃縮培養基を添加する操作を行うためのクリーンベンチとを、前記移動体に搭載したことを特徴とする請求項１に記載の環境浄化用微生物の培養及び供給システム。
【請求項３】
前記浄化対象環境が、土壌、地下水又は水域であることを特徴とする請求項１または２に記載の環境浄化用微生物の培養及び供給システム。
【請求項４】
前記微生物が、Rhodocyclaceae科のAzoarucs属、及びThauerzo属のいずれかに属する通性嫌気性微生物であり、好ましくはAzoarucs sp.DN11株であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の環境浄化用微生物の培養及び供給システム。
【請求項５】
前記微生物が、好気性微生物であり、好ましくはRhodococcus jostii RHA1株であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の環境浄化用微生物の培養及び供給システム。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の環境浄化用微生物の培養及び供給システムにより行われる環境浄化用微生物の培養及び供給方法であって、
種菌微生物と、濃縮培養基と、合成樹脂製の培養袋を有する培養装置と、精製水とを分離した状態で、浄化対象環境またはその近傍に輸送するとともに、菌体貯留槽及び送水手段を備えた供給装置が搭載された移動体を、前記浄化対象環境またはその近傍に移動し、
前記浄化対象地またはその近くで、該浄化対象地の要求に応じて、必要容量分の数量の前記合成樹脂製の培養袋に前記精製水を充填し、前記種菌微生物、前記濃縮培養基を添加して、前記微生物が必要量になるまでの期間、前記合成樹脂製の培養袋内で培養し、
培養した微生物が詰まった複数の前記合成樹脂製の培養袋から前記菌体貯留槽へ前記微生物を移し替え、前記送水手段を用いて、前記菌体貯留槽から菌体液を前記浄化対象環境に供給することを特徴とする環境浄化用微生物の培養及び供給方法。
【請求項７】
前記微生物が好気性微生物である場合は、前記合成樹脂袋内に空気又は酸素を供給して培養し、
前記微生物が嫌気性微生物である場合は、前記合成樹脂袋内に窒素又は還元剤を供給して培養することを特徴とする請求項６に記載の環境浄化用微生物の培養及び供給方法。
【請求項８】
必要に応じて前記合成樹脂製の培養袋を洗浄液で予め洗浄し、
当該合成樹脂製の培養袋に前記精製水を充填し、前記種菌微生物、前記濃縮培養基を添加する操作をクリーンベンチ内で行い、
それぞれの投入量は、前記精製水９０質量％、前記種菌微生物５質量％、前記濃縮培養基５質量％とし、
培養は、培養温度２０〜３１℃、３日以内とすることを特徴とする請求項６または７に記載の環境浄化用微生物の培養及び供給方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工場跡地など汚染された自然環境の浄化等に好適に用いられる環境浄化用微生物の培養及び供給システム、並びにこのシステムを用いた環境浄化用微生物の培養及び供給方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有用な微生物（浄化菌）を土壌、地下水、水域等の浄化対象環境に導入して浄化を行う「バイオオーグメンテーション（Bioaugmentation）」と呼ばれる浄化方法が知られている。また、バイオオーグメンテーション等に好適に用いられる浄化菌も多く開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
従来は、商業的な菌体培養機関において、大掛かりかつ高価な装置であるファーメンターを用いて菌体を純粋培養している。このような菌体培養機関は、全国に１０カ所程度しかなく、培養機関からの輸送距離が遠い浄化対象環境への菌体の輸送に時間がかかるため、冷蔵車等による冷蔵状態での輸送が必要となる。また、培養後の菌体をそのままの容積で輸送するのはコスト高となるため、輸送容量を減らして輸送コストを低減するためには、菌体を濃縮して容積を低減する必要があり、菌体の利用までにより時間がかかるものとなっていた。
【０００４】
また、菌体濃縮液は、時間経過とともに浄化能力が低下していくため、可能な限り短時間で輸送し、浄化対象環境に導入することが望ましい。特にバイオオーグメンテーションでは、有用な浄化菌を大量に増やし、分解能力が低下しないように、できるだけ迅速に浄化対象環境に導入する必要がある。しかし、従来のように菌体の培養場所である菌体培養機関と、菌体の注入場所である浄化対象環境とが分離している場合は、時間短縮に限界があり、菌体の活性に影響していた。したがって、浄化対象環境に迅速に菌体を供給可能な技術の開発が望まれている。
【０００５】
一方、トラック等の車両に生ゴミを液状化する液状加工部と、液状化した生ゴミを発酵させる発酵槽部と、微生物液を貯蔵した微生物貯留タンクとを搭載し、発酵槽部内の生ゴミに微生物貯留タンクから微生物液を投入し、車両の走行中に生ゴミを発酵させて液肥を製造する技術が開示されている（特許文献２）。また、トラックの荷台に砂が投入されるホッパと、砂の定量機能を有する回転ドラムと、その駆動用モータと、電気供給用のコンバータとからなる土のう製造装置を設け、トラックを作業現場に乗り付けることで土のう製造装置の設置を行い、作業現場での土のう製造を可能とした技術が開示されている（特許文献３）。しかし、これらの従来技術は、菌体を大量培養して迅速に浄化対象環境へ供給することを目的とするものではない。また、専用の車両を作成する必要があり、製造コストがかかる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許４７０４９０１号公報
【特許文献２】特開２００３−２３６５１４号公報
【特許文献３】特開２０００−６２７０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、浄化対象の需用に応じて、迅速に必要とする環境浄化用微生物を供給して、効率的な浄化を行うことが可能なシステム及び方法を提案する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するため、本願に係る環境浄化用微生物の培養及び供給システム、並びに培養及び供給方法は、種菌微生物と、濃縮培養基と、合成樹脂製の培養袋を有する培養装置と、精製水とを分離した状態で輸送し、微生物の供給装置が搭載された移動体を移動して、浄化対象地またはその近傍に容易に培養及び供給システムを設置して、需用に応じて、必要な数の合成樹脂製の培養袋を用いて、微生物を培養し、必要な量のフレッシュな微生物を迅速に浄化対象地に供給することを実現した。
本発明の主な構成は次のとおりである。
【０００９】
１．化学物質によって汚染された自然環境に微生物を導入して浄化する自然環境浄化に使用する環境浄化用微生物の培養及び供給システムにおいて、
種菌微生物、濃縮培養基、及び精製水を投入して前記微生物を培養する合成樹脂製の培養袋を有する培養装置と、
前記培養装置で培養された前記微生物を含む菌体液を浄化対象環境に供給する供給装置と、を備え、
前記供給装置は、浄化対象環境またはその近傍まで移動可能な移動体に搭載され、
前記培養袋から移し替えられた前記菌体液を貯留する菌体貯留槽と、
前記菌体貯留槽内の前記菌体液を前記浄化対象環境に送る送水手段と、を備えていることを特徴とする環境浄化用微生物の培養及び供給システム。
２．前記培養装置と、前記合成樹脂製の培養袋に前記精製水を充填し、前記種菌微生物、前記濃縮培養基を添加する操作を行うためのクリーンベンチとを、前記移動体に搭載したことを特徴とする１．に記載の環境浄化用微生物の培養及び供給システム。
３．前記浄化対象環境が、土壌、地下水又は水域であることを特徴とする１．または２．に記載の環境浄化用微生物の培養及び供給システム。
４．前記微生物が、Rhodocyclaceae科のAzoarucs属、及びThauerzo属のいずれかに属する通性嫌気性微生物であり、好ましくはAzoarucs sp.DN11株であることを特徴とする１．〜３．のいずれか一項に記載の環境浄化用微生物の培養及び供給システム。
５．前記微生物が、好気性微生物であり、好ましくはRhodococcus jostii RHA1株であることを特徴とする１．〜３．のいずれか一項に記載の環境浄化用微生物の培養及び供給システム。
【００１０】
６．１．〜５．のいずれか一項に記載の環境浄化用微生物の培養及び供給システムにより行われる環境浄化用微生物の培養及び供給方法であって、
種菌微生物と、濃縮培養基と、合成樹脂製の培養袋を有する培養装置と、精製水とを分離した状態で、浄化対象環境またはその近傍に輸送するとともに、菌体貯留槽及び送水手段を備えた供給装置が搭載された移動体を、前記浄化対象環境またはその近傍に移動し、
前記浄化対象地またはその近くで、該浄化対象地の要求に応じて、必要容量分の数量の前記合成樹脂製の培養袋に前記精製水を充填し、前記種菌微生物、前記濃縮培養基を添加して、前記微生物が必要量になるまでの期間、前記合成樹脂製の培養袋内で培養し、
培養した微生物が詰まった複数の前記合成樹脂製の培養袋から前記菌体貯留槽へ前記微生物を移し替え、前記送水手段を用いて、前記菌体貯留槽から菌体液を前記浄化対象環境に供給することを特徴とする環境浄化用微生物の培養及び供給方法。
７．前記微生物が好気性微生物である場合は、前記合成樹脂袋内に空気又は酸素を供給して培養し、
前記微生物が嫌気性微生物である場合は、前記合成樹脂袋内に窒素又は還元剤を供給して培養することを特徴とする６．に記載の環境浄化用微生物の培養及び供給方法。
８．必要に応じて前記合成樹脂製の培養袋を洗浄液で予め洗浄し、
当該合成樹脂製の培養袋に前記精製水を充填し、前記種菌微生物、前記濃縮培養基を添加する操作をクリーンベンチ内で行い、
それぞれの投入量は、前記精製水９０質量％、前記種菌微生物５質量％、前記濃縮培養基５質量％とし、
培養は、培養温度２０〜３１℃、３日以内とすることを特徴とする６．または７．に記載の環境浄化用微生物の培養及び供給方法。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、浄化対象の需用に応じて、浄化対象環境またはその近傍で、必要とする環境浄化用微生物を大量培養して浄化対象に迅速に供給することができるため、効率的な浄化を行うことができる。
本発明の培養及び供給システムは、樹脂袋等からなる簡易な培養装置を用いているため、種菌微生物と濃縮培養基と培養装置と精製水とを分離した状態で浄化対象環境やその近傍まで手軽に輸送することができる。また、供給装置はトラック等の移動体に搭載されているので、可搬性に優れ、遠隔地にある浄化対象環境やその近傍にも容易に運搬して設置することができる。また、高価な装置の使用や厳密な滅菌等を必要としなくても、雑菌等の影響を抑制して、培養目的の微生物を優占して増殖させることができる。また、通常の室温程度の環境で十分に培養できる。したがって、浄化対象環境やその近傍での微生物の大量培養が可能となる。
また、培養後は、培養袋内の菌体液を大きな労力を必要とすることなく簡便に供給装置の貯留槽に移し替えることができる。濃縮や輸送等の手間も削減し、浄化対象環境に培養した微生物を迅速に供給することができる。
したがって、微生物の培養から供給まで、浄化対象環境やその近傍で一貫して行うことができ、培養した微生物の活性を低下させない迅速な使用が可能となり、微生物の性能を十分に発揮させて、効率的な浄化が可能となる。
また、専用車両を製造する必要がなく、既存のトラックやコンテナ等に貯留槽や送水手段を設置するだけで簡易に供給装置を構築できる。また、培養及び供給システムを簡易でコンパクトな構成で、低コストに提供することができる。よって、移動体を移動できる場所であれば大規模、小規模のいずれの浄化対象環境であっても効率的な浄化が可能であり、特に、ガソリンスタンドの土壌浄化等、小エリアでの活用に好適な培養及び供給システムを得ることができる。
【００１２】
このような環境浄化用微生物の培養及び供給システムを用いることで、微生物を簡易に大量培養し、培養した微生物を迅速に土壌、地下水、水域等汚染された自然環境の浄化対象に導入して、微生物の分解能を十分に発揮させることや、浄化対象の自然環境を効果的に浄化することが可能な培養及び供給方法を得ることができる。
環境浄化用微生物の培養及び供給設備を取扱いが容易で簡易なものとし、培養環境の管理も特異でないために、微生物の培養から供給まで一貫して浄化対象地やその近傍で行って、環境浄化を容易に行うことができ、コストを低減し環境の浄化の普及を促進し、土地の有効利用を促進に寄与する発明である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態に係る培養及び供給システムの概略構成、並びに培養及び供給方法の流れの一例を示す概略図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る培養及び供給方法の手順の一例を示すフローチャートである。
【図３】比較例に係る培養及び供給システムの概略構成、並びに培養及び供給方法の流れの一例を示す概略図である。
【図４】比較例に係る培養及び供給方法の手順の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。まず、本実施の形態に係る環境浄化用微生物の培養及び供給システムの構成について、図１を参照して説明する。図１に示すように、本実施の形態に係る環境浄化用微生物の培養及び供給システム１００は、培養装置１と、供給装置１１とを備えている。本実施の形態の培養及び供給システム１００は、さらに供給装置１１から供給される菌体液や栄養素等を含む液体を供給するために地盤中に複数設けられた注入井戸１０と、菌体の生育に必要な空気を供給する気体供給装置１２と、気体供給装置１２からの空気を注入井戸１０へ送る送気管１６とをさらに備えている。その他にも、地下水を汲み上げて水処理を行う水処理装置や、地盤中に供給した空気を集めて回収する気体回収浄化装置等を備えている。この構成により、浄化対象として揮発性有機化合物で汚染された地下水の浄化に好適なシステムを得ることができる。なお、本実施の形態では、培養装置１と、供給装置１１の他に、少なくとも注入井戸１０を備えていればよく、気体供給装置１２等の他の構成部材は、浄化対象に導入する菌体の種類や条件等によって適宜選択して設けることができる。
【００１５】
本実施の形態の培養及び供給システム１００は、土壌、地下水、水域等の浄化対象環境またはその近傍に設置することができる。「浄化対象環境の近傍」とは、浄化対象と微生物の培養場所とが離れておらず、培養した微生物をその活性を低下させることなく浄化対象に速やかに投入できる場所であって、例えば土壌浄化の場合は、土壌浄化対象の敷地（浄化サイト）内をいう。
【００１６】
なお、本発明の培養及び供給システムの構成が、本実施の形態の培養及び供給システム１００の構成に限定されることはない。また、浄化対象が土壌(地下水)に限定されることはなく、水、水域等の他の浄化対象にも適用できる。
【００１７】
培養装置１は、容器２を少なくとも１つ備えている。この容器２内に精製水、微生物、培地を投入することで、微生物の大量培養が可能である。なお、本実施の形態では、微生物のより大量の培養を可能とするため、複数の容器２を備えている。
【００１８】
容器２は、精製水、微生物、培地を投入する開口部２ａを有している。開口部２ａには、着脱自在に蓋体２ｂが取り付けられ、培養中における容器２内への雑菌等の侵入を防止可能となっている。
【００１９】
容器２は、軽量で破損しにくく、廉価であることから、樹脂で形成されている合成樹脂製の培養袋を用いることが望ましい。樹脂としては、特に限定されることはないが、例えば、ポリエチレン（ＰＥ樹脂）、ポリプロピレン（ＰＰ樹脂）、塩化ビニル樹脂（ポリ塩化ビニル）、ポリスチレン（スチロール樹脂）、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ樹脂）、メタクリル樹脂（アクリル樹脂）、ポリビニルアルコール、塩化ビニリデン樹脂（ポリ塩化ビニリデン）等が好適に用いられる。これらの中でもポリエチレンがより好適に用いられる。
【００２０】
合成樹脂製の培養袋を用いることで、容量を自由に設定できるという利点がある。特に２０Ｌ程度の大きさであればハンドリング性が高く、必要となる浄化菌の培養量に応じて複数の容器を準備すればよいため、現地での培養に適している。
【００２１】
容器２は単に洗浄したものを使用し、従来のような厳密な滅菌作業は行わない。容器２の洗浄は、培養装置１の使用者が培養を行う前に行ってもよい。この場合、容器２内に雑菌が大量に残らない方法であれば従来公知の何れの方法を用いて洗浄してもよい。例えば、ｐＨ３以下の希塩酸水等の適宜の洗浄液で容器２を洗浄しておくことが好ましい。なお、洗浄液がｐＨ３以下の希塩酸水等に限定されることはなく、従来公知の適宜のものを使用することができる。容器２の洗浄回数も１回に限定されることはなく、複数回行うこともできる。また、１種類の洗浄液で洗浄することに限定されることはなく、２種類以上の洗浄液で洗浄することもできる。最終的に、ｐＨ３以下の希塩酸水で洗浄した容器２を用いることがより好ましい。
【００２２】
また、予め滅菌がされた容器２を用いても構わない。洗浄又は滅菌された容器２に、精製水を充填する。現場で容器２を洗浄液で洗浄してから、行うことができる。または、予め滅菌された容器２と精製水を現場に持ち込み、容器２に精製水を充填してもよく、洗浄作業を省くことができる。精製水は、容器２内に微生物と培地を添加することを考慮した分量を充填する。
【００２３】
なお、容器２と精製水とを別個に用意する必要はない。本実施の形態では、滅菌等がされた容器２に、予め精製水が充填された市販品を用いている。市販品としては、精製水２０Ｌ入りの製品が好適に用いることができ、可搬性に優れるとともに、微生物の大量培養が可能となる。市販品を利用することにより、容器２の洗浄や容器２への精製水の供給の作業を省くことができ、微生物の培養を、より簡単に実施するとこが可能となる。また、市販品を利用する場合は、微生物と培地を添加できるように、容器２内の精製水を所定量、排出しておくことが望ましい。
【００２４】
精製水は、雑菌を極力除去する方法で作製した比較的純粋な水である。雑菌を極力除去する方法としては、従来公知の方法を用いることができる。具体的には例えば、活性炭フィルター処理等のフィルター処理、逆浸透膜を含む膜処理、イオン交換処理、紫外線等の滅菌処理等が好適に挙げられる。これらの処理を単独で用いることもできるし、複数の処理を組み合わせて用いることもできる。
【００２５】
容器２に添加して培養する微生物としては、通性嫌気性微生物、好気性微生物、嫌気性微生物（絶対嫌気性微生物）が挙げられる。この中でも、好気的環境でも嫌気的な環境でも増殖が可能な通性嫌気性微生物が最も好適である。
【００２６】
本実施の形態の培養装置１では、微生物の増殖を量と時期を臨機応変かつ簡易に行って供給することが可能であるため、汚染された土壌、地下水、水域等を浄化する微生物（浄化細菌）の培養に好適である。浄化細菌としては、特に限定されないが、揮発性芳香族炭化水素の嫌気分解能を持つものが好ましい。例えば、ガソリン等による土壌汚染により、土壌や地下水を浄化する浄化菌として、Rhodocyclaceae科（ロドシクルス科）に属する通性嫌気性細菌（脱窒菌）の中のAzoarucs属（アゾアーカス属）又はThauerzo属（サウエラ属）に属するものが好適に挙げられる。Azoarucs属、及びThauerzo属は、嫌気的なトルエン分解能を持っている細菌であり、ガソリンの主成分であるトルエンの浄化を行う場合には効果があるために好ましい。この中でも、トルエンだけでなく、基準値が設定された環境規制物質であるベンゼン（ガソリン中に１％程度含まれている）を分解可能な特殊な細菌であることから、Azoarucs sp.DN11株（アゾアーカス・エスピーDN11株。以下、単に「DN11株」という）がより好適に挙げられる。
【００２７】
DN11株は、２００９年５月に国が定める「微生物によるバイオオーグメンテーション利用指針」に基づく浄化事業計画の確認を受けている大成建設株式会社保有の菌株（特許第4704901号公報参照）である。DN11株は、通性嫌気性の脱窒細菌であり、好気的な条件だけでなく嫌気的な条件でも、帯水層にDN11株と適量の栄養塩（硝酸塩等）を供給すれば、ベンゼンを浄化できることが明らかとなっている。
【００２８】
また、浄化細菌は、好気性微生物でもよく、この中でもトリクロロエチレンやシス-1,2-ジクロロエチレンなどの塩素化エチレン類を分解するRhodococcus jostii RHA1株（ロドコッカス・ジョスティRHA1株。以下、単に「RHA1株」という）が好適に挙げられる。RHA1株は、好気的条件下でトルエン、フェノール等の誘導基質を入れることなく、塩化ビニルモノマー(VCM)を経由せずに塩素化エチレン類を完全に分解できる特殊な好気性細菌であり、２０１４年１０月に国が定める「微生物によるバイオオーグメンテーション利用指針」に基づく浄化事業計画の確認を受けている菌株（NBRC：108803）である。
【００２９】
種菌となる微生物の形態としては、液体、紛体、個体のいずれの形態のものを用いてもよいが、純粋培養液を用いることが好ましく、添加や混合作業が容易となるとともに、濃縮された微生物を用いることから効率的な培養が可能となる。純粋培養液とは、滅菌処理した培地で純粋培養後の浄化菌の菌体懸濁液であり、微生物の活性低下を防ぐために、できるだけ使用する直前に調製することが望ましい。
【００３０】
濃縮培養基である培地は、液体培地、個体培地、粉末培地等を用いることができるが、精製水に混合し希釈して用いることから、濃縮された液体培地を用いることが望ましい。液体培地は、精製水に混合し希釈された後に、微生物を適切に培養できる濃度に調製される。培地の種類としては、特に限定されることはないが、例えば、DN11株を培養する場合はＬＢ培地に硝酸ナトリウムを添加したＬＢＮ培地等が好適である。また、DN11株を培養する場合は、培地のｐＨを、６．５〜７．５に設定することが望ましい。またこの場合、培地には、リン酸塩、マグネシウム塩、鉄塩、微量金属塩等の無機塩や、ペプトン、カシトン、尿素、硫酸アンモニウム、塩化アンモニウム、リン酸アンモニウム、硝酸アンモニウム、各種アミノ酸の窒素源や、ビタミン等を、１種又は２種以上を適宜組み合わせて添加することも好ましい。
【００３１】
また、本実施の形態で用いる培養装置１は、好気性微生物の培養に適したものとするため、容器２内の精製水と微生物と培地との混合液中に空気又は酸素からなるエアを供給するエアポンプ５と、容器２から排出される気体から液体を分離する気液分離ビン６とを備えている。しかし本発明がこれに限定されることはなく、容器２のみでも微生物の大量培養が可能な培養装置１を得ることができる。
【００３２】
本実施の形態では１つのエアポンプ５で複数の容器２にエアを供給しているが、複数のエアポンプ５を用いてもよい。エアポンプ５と複数の容器２は、チューブ７ａにより連結されている。チューブ７ａには、エアを濾過するエアフィルタ８ａが設けられている。チューブ７ａの容器２側の一端は、蓋体２ｂを貫通して容器２内に挿入された散気管９に連結されている。容器２と気液分離ビン６は、容器２内のエアを排気するチューブ７ｂにより連結されている。チューブ７ｂには容器２内のエアを濾過するエアフィルタ８ｂが設けられている。また、気液分離ビン６には、チューブ７ｂとは別個に、気液分離ビン６内のエアを排気するチューブ７ｃが設けられている。
【００３３】
なお、嫌気性微生物を培養する場合は、容器２内に窒素又は還元剤を供給することが望ましく、嫌気性微生物の培養を効果的に行うことができる。窒素等の気体を供給する場合は、エアポンプ５によって容器２内に窒素等を供給（曝気）することができる。なお、窒素以外の気体を使用することもできるが、環境等への配慮から、窒素が好適である。また、還元剤を用いる場合は、容器２内に微生物、培地を添加する際等に添加する。還元剤としては、システイン、アスコルビン酸、硫化ナトリウム溶液等、従来公知の適宜のものを用いることができる。
【００３４】
供給装置１１は、容器２からの移し替えられる菌体液や栄養素が貯留される菌体貯留槽１３を備え、各注入井戸１０と菌体貯留槽１３とを連結する送水管１４、送水管１４に設けられた送水ポンプ１５、バルブ、流量計、ｐＨメータ（以上、図示せず）等からなる送水手段等を備えている。供給装置１１は、トラック等の車両（移動体）２１の荷台に搭載されている。そのため、可搬性に優れ、車両２１を浄化サイトに乗り付けるだけで、供給装置１１を浄化サイトに簡易かつ迅速に設置することができる。
【００３５】
なお、供給装置１１は、車両２１に搭載するだけでなく、コンテナ等に設けて、トラック等の荷台に搭載する構成とすることもできる。トラックでコンテナを運び、コンテナのみを浄化サイトに設置することもできる。また、車輪を有するトレーラー等に供給装置１１を搭載し、牽引車等で牽引する構成とすることもできる。牽引車で浄化サイトへ供給装置１１を搭載したトレーラー等を浄化サイトへ運び、その後切り離して設置すれば、牽引車は別の作業に用いることができる。いずれの場合でも、専用車両を製造する必要もなく、既存の車両２１に、既存の菌体貯留槽１３、送水管１４、送水ポンプ１５等の送水手段を搭載するだけで供給装置１１を得ることができ、簡易で廉価な実施が可能となる。
【００３６】
また、培養装置１も車両２１に搭載すれば、培養装置１と供給装置１１とをまとめて浄化サイトへ運んで設置することができる。また、培養装置１で簡易に培養できることから、浄化サイトへ輸送する前に容器２への種菌等の添加を行って、微生物を培養しながら浄化サイトへ移動することも可能となり、輸送時間を培養時間に当てることもできる。
【００３７】
上述のような環境浄化用微生物の培養及び供給システム１００を用いた本実施の形態の環境浄化用微生物の培養及び供給方法について、図１及び図２のフローチャートを参照しながら説明する。
【００３８】
まず、市販されている精製水２０Ｌ入りの樹脂製の容器（培養袋）２を必要個数と、種菌入りの容器３と濃縮培地入りの容器４をそれぞれ準備し、土壌浄化を行う敷地（浄化サイト）へ輸送する。図１に示すＰは、精製水入り容器２を収容した箱である。また、微生物の培養に用いるクリーンベンチ１７と恒温室１８を浄化サイトに設置する（以上、ステップＳ１０）。
【００３９】
クリーンベンチ１７と恒温室１８は、例えば温度調整（エアコン等）ができる作業用の建物等の内部に設けることができる。また、トラックなどに搭載した可搬型とすることもできる。貨物トラックやコンテナを用いる場合は、貨物トラックのボディ内やコンテナ内に設置することもできる。特に、冷蔵車、保冷車等では、温度調整機能も有するため、温度管理が容易であるとともに、外部との遮断性にも優れるため好適である。
【００４０】
なお、クリーンベンチ１７や恒温室１８は必ずしも設ける必要がなく、建物や車両２１内での培養が可能である。このような環境でも、雑菌等に影響されない範囲で、必要な微生物を増殖させることができる。また、培養に適した気候や環境の場合は、温度調整も行う必要がなく、より簡易な培養が可能となる。
【００４１】
また、供給装置１１を搭載した車両２１を、浄化サイトへ乗り付けて供給装置１１を設置し、供給装置１１の送水管１４を注入井戸１０に接続する等の注入準備を行う（ステップＳ１１）。なお、供給装置１１の設置は、培養装置１による培養が完了するまでに設置すればよい。
【００４２】
準備が整ったら、培養装置１による微生物の培養工程を実施する。培養には、例えば特願2016-008101号の培養方法を用いることができる。まずクリーンベンチ１７内で、容器２内に、種菌と濃縮培地とを同時に添加する（ステップＳ１２）。この工程では、図１に示すように、精製水が充填された容器２内に、開口部２ａを介して、容器３内の種菌微生物と容器４内の培地とを同時に添加し混合する。微生物と培地の添加は、厳密に同時に行う必要はなく、ほぼ同時であればよい。微生物を添加した後に培地を添加してもよいし、培地を添加した後に微生物を添加してもよく、時間を置かずにできるだけ速やかに微生物と培地の添加を完了することが望ましい。微生物及び培地の添加が完了したら、雑菌等の侵入を防止するため、開口部２ａに蓋体２ｂを取り付けて密栓する。本実施の形態の培養工程では、従来のような滅菌処理が不要であるため、濃縮培地と純粋培養液があれば、作業は５〜１０分程度で終了することができる。
【００４３】
種菌微生物及び培地の分量は、容器２の容量及び精製水の分量に応じて適宜設定することができ、例えば、精製水９０質量％に対して、微生物５質量％、培地５質量％とする場合、微生物及び培地の分量は、それぞれ１００〜１，０００ｍＬ程度が好適である。本実施形態のように２０Ｌ容器２を用いる場合には、それぞれ、１，０００ｍＬ程度用いることが好ましい。従って、市販の容器２内の精製水の分量は、予め１８Ｌ程度に調整しておく。
【００４４】
その後、恒温室１８で、微生物を所定の期間培養する（ステップＳ１３）。培養期間中は、エアポンプ５を用いて容器２内にエアを供給する。エアポンプ５から供給されるエアは、エアフィルタ８ａによって濾過されながら、チューブ７ａを介して容器２に流入し、散気管９から容器２内の混合液中に供給（曝気）される。したがって、雑菌の侵入を抑制しつつ、好気性微生物の培養を効果的に行うことができる。
【００４５】
また、容器２内のエアは、チューブ７ｂ及びエアフィルタ８ｂを介して気液分離ビン６に排気される。気液分離ビン６では、エア中の水分が回収され、気体のみがチューブ７ｃを介して外気中に放出される。よって、外気中への微生物等の放出等を抑制することができる。
【００４６】
培養温度は、培養対象の微生物の性質に応じて適宜の温度とすることができる。具体的には、１０〜３６℃が好ましく、至適増殖温度を考慮して、２０〜３１℃が最も好ましく、微生物の増殖を短時間で行うことができる。
【００４７】
培養期間としては、微生物の種類や培地の栄養源等によって異なるが、１〜１４日間が好ましく、１０日間以内がより好ましい。その中でも、３日間以内が最も好ましく、雑菌の増殖を抑制して、培養対象の微生物を優占させて培養することができるとともに、微生物の活性を低下させることのない使用が可能となる。
【００４８】
以上のように、培養工程では、微生物と培地をほぼ同時に容器２内の精製水に添加している。そのため、容器２内が完全に滅菌されていない状態であっても、培地中には培養対象の微生物が優占して存在することとなり、数日間の培養であれば目的とした浄化菌だけが優占して増殖する。したがって、従来のような厳密な滅菌作業を行うことなく、精製水が充填された容器２に微生物と培地を混合するだけで、簡易に微生物を大量培養することが可能となる。
【００４９】
大容量の菌体の注入を行う場合であっても小容量（２０Ｌ）の容器２を複数用いて、臨機応変に必要量を培養して菌液を作ることができる。また、培養後に雑菌等が発生した個別の培養容器に影響を限定することが可能である。
【００５０】
次に、供給装置１１による供給工程について説明する。培養した容器２内の培養液（菌液）を、菌体貯留槽１３に移し替える（ステップＳ１４）。浄化サイトにおいて、濃縮、希釈、運搬等することなく、少ない労力で容器２からそのまま菌体貯留槽１３に移し替えることができる。この際に菌体貯留槽１３に硝酸塩等の栄養素を入れることで、微生物の活性化をより促進することができる。菌体貯留槽１３内の微生物を、送水ポンプ１５や送水管１４によって注入井戸１０から地盤へ注入するとともに、気体供給装置１２や送気管１６によって注入井戸１０へ菌体の生育に必要な空気を供給する（ステップＳ１５）。これにより、土壌の浄化が行われる。
【００５１】
以上説明したように、本実施の形態によれば、浄化サイトで微生物の培養から供給まで行うことができ、培養した微生物を、より速やかに浄化対象環境に導入することができる。したがって、微生物の分解能を十分に発揮させて、より効果的な浄化が可能な環境浄化用微生物の培養及び供給システム１００、並びに培養及び供給方法を提供することができる。また、雑菌の増殖を抑制しつつ必要な微生物の大量培養ができること、培養した微生物の優れた分解能については、特願2016-008101号に記載の培養状態の確認試験、DN11株の分解能の確認試験で明らかである。
【００５２】
また、電気容量が大きな滅菌装置や、高価なファーメンター等を用いる必要がなく、環境浄化用微生物の培養及び供給システム１００を低コストに提供することができる。また、滅菌や微生物の希釈、運搬の手間がなく、微生物を簡易に大量培養して供給できる微生物の培養及び供給方法を提供することができる。
【００５３】
なお、数百ヘクタール〜数平米まで多様な浄化対象地と重複して発生する需用に応じて培養設備、保存施設をまとめて整備していた既存のシステム及び方法は、需用が集中すると供給できず、需用低迷期は有休期間となり、浄化作業に支障があり、稼働率も良くなく、供給する微生物も高価になる。これに対して、本発明は、需用に応じて弾力性に富んだ対応ができ、培養及び供給設備、培養管理も簡素で容易である。
【００５４】
また、本実施の形態では、地下水を浄化するため、土壌中に注入井戸１０によって微生物を菌体懸濁液として注入しているが、本発明がこれに限定されることはなく、原位置攪拌方法等で行うこともできる。また、土壌への導入の場合は、重機（バックホー）による混合、攪拌混合装置による混合等を行うことができる。水域への導入の場合は、送水管１４を介して散布、注入することができる。このような方法により、微生物の供給を簡易に行うことができるとともに、大量増殖した微生物を迅速に浄化対象環境に導入することができ、効果的な浄化が可能となる。従って、本実施の形態に係る浄化方法は、バイオオーグメンテーション等に好適に用いることができる。特に、工場跡地など汚染された環境、建設用汚染土壌の浄化方法に好適に用いることができる。
【００５５】
（比較例）
次に、比較例として従来の微生物の培養及び供給システムを用いた培養及び供給方法を、図３、図４を参照しながら説明する。図３は、比較例に係る浄化及び供給システムの概略構成並びに培養及び供給方法の流れの一例を示す概略図であり、図４は比較例に係る培養供給方法の手順の一例を示すフローチャートである。
【００５６】
比較例では、菌体培養機関のファーメンター３０や遠心分離機３１等が培養装置に相当する。微生物の供給は、上記実施の形態と同様の供給装置１１を使用した。
【００５７】
図３の概略図及び図４のフローチャートに示すように、比較例では、菌体培養機関において、大掛かりかつ高価な装置であるファーメンター３０を用いて、菌体の培養（純粋培養）を行なう（ステップＳ４０）。純粋培養では、例えば、培地の滅菌作業に４時間程度必要であり、滅菌後の培養液の冷却にも時間がかかるため、滅菌作業開始から植菌までに８時間以上の時間が必要である。その培養後、遠心分離機３１等により菌体の濃縮を行い（ステップＳ４１）、菌体濃縮液３２を取得する（ステップＳ４２）。得られた菌体濃縮液３２を、冷蔵車等の輸送車両３３等を用いて冷蔵状態で、浄化サイトに輸送する（ステップＳ４３）。浄化サイトに搬入された菌体濃縮液３２は、菌体貯留槽１３に投入され、蒸留水３４等で希釈された後（ステップＳ４４）、菌体貯留槽１３から供給装置１１を経て注入井戸１０から地盤中に注入されることで浄化が行われる（ステップＳ４５）。
【００５８】
現在は、全国に数カ所けられている商業的な菌体培養機関から、要望に応じて、浄化対象地へ搬送して、供給している。菌体の輸送距離が遠く、時間を要するため、培養後の菌体をそのままの容積で冷蔵して輸送することはコストが高いため、輸送容量を減らしてコストを縮減するには、濃縮している。また、濃縮菌体液は、時間経過とともに浄化能力が低下していくため、供給範囲が限定されることになる。
【００５９】
これに対して、本実施の形態の培養及び供給システムを用いた培養及び供給方法では、浄化サイト内において、菌体の培養から地盤注入までの作業工程を完結させることができる。従来の菌体培養機関で培養を行う比較例との相違点としては、培養した菌体を、遠路を輸送車両で輸送する必要がないこと、遠心分離による培養液を濃縮する必要がないこと、輸送にかかる時間ロスがないこと、にある。
【００６０】
以上、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。
【符号の説明】
【００６１】
２  容器（合成樹脂製の培養袋）    １０  注入井戸    １１  供給装置
１３  菌体貯留槽    １４  送水管（送水手段）    １５  送水ポンプ（送水手段）
１７  クリーンベンチ    ２１  車両（移動体）
【図１】
2017189149.tif 000003
【図２】
2017189149.tif 000004
【図３】
2017189149.tif 000005
【図４】
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