(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルカリゲネス属に属するテレフタル酸分解菌であるアルカリゲネス sp. K1株（生命工研微生物寄第16154号）を用い、４０〜５３℃の温度でテレフタル酸含有廃液を好気的に処理することを特徴とするテレフタル酸含有廃液の処理方法。
【請求項２】
処理温度が４５〜５０℃であることを特徴とする請求項１記載のテレフタル酸含有廃液の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、テレフタル酸含有廃液、特にポリエステル系繊維織物のアルカリ減量加工処理廃液の処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ポリエステル繊維やポリエステルフィルムの加工、製造工程などから排出される廃液には、テレフタル酸が多く含まれる。特に、ポリエステル繊維の水酸化ナトリウムによる減量加工処理工程では、高温、高濃度のテレフタル酸含有廃液が発生する。
【０００３】
現在、テレフタル酸を多く含む廃液は、活性汚泥法により一般的に処理されているが、テレフタル酸が高濃度で糸状性バルキングを引き起こし易く廃液の希釈操作等が必要があること、テレフタル酸はやや難分解性であること、等の理由により、ただでさえ広い処理スペースを必要とする活性汚泥処理施設をより広くする必要があり、効率的に処理されているとはいえない。
【０００４】
また、新合繊の普及などにより、近年、アルカリ減量加工処理廃液の発生量も増加しているが、一般的な活性汚泥処理施設では、増設スペースの問題などにより、処理量の増大に柔軟に対応していくことは困難な状況にある。テレフタル酸含有廃液の処理法として、酸析によりテレフタル酸を分離後、残りの廃液を活性汚泥法などにより処理しているケースもあるが、コスト的には、活性汚泥法単独で処理する場合に比べて優れているとはいえない。
【０００５】
最近、オゾン処理（特開平６-２６９７９７号公報）や湿式酸化処理（特開平７−２０４６６６号公報）などが開示されたが、前者はオゾンの使用、後者は、触媒の使用、高温高圧条件での処理を必要とするので、活性汚泥法に比べて、コスト面や管理のし易さの面において、優れた方法となりうるかは疑問である。
【０００６】
一方、テレフタル酸を分解する微生物については、ノカルディア属に属する微生物が初期濃度０．２５％のテレフタル酸を、２４時間で０．０９％まで分解したという報告（ＦＥＭＳ・マイクロバイオロジー・レターズ、５巻、２４５〜２５１頁、１９７９年）、バチルス属に属する微生物が０．２％の濃度のテレフタル酸を２４時間で分解したという記載のある報告（ＦＥＭＳ・マイクロバイオロジー・レターズ、３０巻、２１７〜２２０頁、１９８５年）をはじめとする報告がなされており、特に、アルカリゲネス属、ロドコッカス属においても、テレフタル酸を分解する微生物が知られている（J. Ferment. Technol.、５５巻、９７〜１０２頁、１９７７年；DECHEMA Monogr.、１３３巻、６１１〜６１４、１９９６）が、温度４０℃以上、特に４５℃以上において、増殖可能なテレフタル酸分解微生物に関する報告はなく、したがって温度４５℃の条件下、テレフタル酸を微生物を用いて処理したという報告はない。また、３０℃という常温においても、濃度０.8％以上という高濃度のテレフタル酸を、２４時間で９０％以上という高い速度で処理できる微生物に関する報告もない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、テレフタル酸含有廃液の処理の効率化にある。特に、テレフタル酸分解の迅速化にある。特に、高濃度のテレフタル酸を含有するポリエステル繊維織物のアルカリ減量加工処理廃液処理を対象とする場合、高負荷のまま処理可能な技術を開発することで、該廃液処理を迅速化、省スペース化、かつ低コスト化させることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決した本発明は、「アルカリゲネス属に属するテレフタル酸分解菌であるアルカリゲネス sp. K1株（生命工研微生物寄第１６１５４号）を用い、４０〜５３℃の温度でテレフタル酸含有廃液を好気的に処理すること」にある。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の根幹は、テレフタル酸分解速度が高いテレフタル酸分解微生物を利用する点にある。
【００１０】
取得微生物の菌学的性質以下に示す。
【００１１】
K1株（生命工研微生物寄第１６１５４号）
（a）形態（肉汁寒天培地、４５℃培養）
（1）細胞の形、大きさ：      桿菌、約0.8×1.6μm
（2）運動性（鞭毛）：        無し、（無し）
（3）胞子：                  無
（4）グラム染色性：          -
（5）抗酸性：                -
（b）生育状態
（1）肉汁寒天平板培養：
おうど色。円形、全縁、中心凸状。4日で約直径1 mm。
【００１２】
（2）肉汁液体培養：          中程度の濁り。
【００１３】
（3）肉汁ゼラチン穿刺培養：  液化しない。
【００１４】
（4）ミルク：                凝固しない。
【００１５】
（c）生理学的性質
（1）硝酸塩の還元：          -
（2）脱窒反応：              -
（3）MRテスト：              -
（4）VPテスト：              -
（5）インドールの生成：      -
（6）硫化水素の生成：        -
（7）澱粉の加水分解：        -
（8）クエン酸の利用：
Koserの培地：            +
Christensenの培地：      +
（9）無機窒素源の利用
アンモニウム塩：          +
硝酸塩：                  -
（10）色素の生成：            -
（11）ウレアーゼ：            -
（12）オキシダーゼ：          +
（13）カタラーゼ：            +
（14）DNエース産生：          -
（15）生育の範囲
温度：                    30℃ ○、50℃ ○、55℃ ×
pH：                      6.0〜10.0
（16）酸素に対する態度：      好気性
（17）OFテスト：              -
（18）糖からの酸、および、ガスの生成：
D-グルコース、L-アラビノース、D-キシロース、D-マンノース、D-フラクトース、D-ガラクトース、麦芽糖、ショ糖、乳糖、トレハロース、D-ソルビット、D-マンニット、イノシット、グリセリン  いづれからも酸もガスも生成しない。
【００１６】
（19）資化性
（+）：
フタル酸、テレフタル酸、コハク酸、ゲンチシン酸、クエン酸
（-）：
イソフタル酸、エチレングリコール、 安息香酸、p-メチル安息香酸、p-メトキシ安息香酸、サリチル酸、m-ヒドロキシ安息香酸、 p-ヒドロキシ安息香酸、バニリン酸、フェノール
（20）GC含量：        67.9  ％
K1株は、グラム陰性好気性桿菌で運動性がなく、カタラーゼおよびオキシダーゼ陽性であった。結果をバージェイズ-マニュアル-オブ-システマティック-バクテリオロジー vol.1（1984）に照らし合わせたが、該当する属は確認できなかった。そこで、同定をナショナル  コレクションズ  オブ  インダストリアル  アンド  マリン  バクテリア  リミテッド、通称NCIMB（イギリス、スコットランド）に依頼した。新たに以下の知見が得られたが、 同様に、同定不能との報告を受けた。
【００１７】
（21）アルギニンデヒドロゲナーゼ活性：        -
（22）N-アセチルグルコサミンの資化性：        -
（23）グルコン酸塩の資化性：                  -
（24）カプリン酸塩の資化性：                  -
（25）アジピン酸塩の資化性：                  （+）
（26）リンゴ酸塩の資化性：                    +
（27）クエン酸塩の資化性：                    +
（28）フェニル酢酸塩の資化性：                -
（29）ブラッドアガー溶血性：                  -
（30）γグルタミルトランスフェラーゼ：        -
（31）チロシン分解：                          -
（32）チロシンでの茶色色素の生成：            -
（33）アセトアミドのアルカリ化：              -
（34）アラントインのアルカリ化：              -
（35）酒石酸塩のアルカリ化：                  -
運動性がないことを除けば、K1株はシュードモナス属、あるいはアルカリゲネス属に属すると考えられる。糖からの酸やガスの生成はみられないこと、硝酸塩の還元もみられないこと、GC含量を考慮し、アルカリゲネス属に近いと考え、アルカリゲネス sp.と同定した。
【００２５】
廃液処理の態様としては特に限定されるものではなく、アルカリゲネス sp. K1株を単独で用いても良いし、必要に応じて、複数菌株を同時に用いてもよい。廃液の中から、テレフタル酸を多く含むものを回収し、アルカリゲネス sp. K1株を用いてテレフタル酸成分を完全に分解乃至は大部分を分解した後、他の一般の微生物処理に付しても良い。これらは懸濁状態で用いてもよいし、あるいは、包括固定担体、活性炭などに固定して用いてもよい。処理温度は、アルカリゲネス sp. K1株は４０℃〜５３℃であり、特に、４５〜５０℃で用いることがより好ましい。また、テレフタル酸分解能力とは、例えば０．５％のテレフタル酸を２日以内に５０％以上、５日以内に９５％以上分解する能力を有することをいう。
【００２６】
本発明で処理される廃液とは、テレフタル酸を含有するもので、代表的にはテレフタル酸製造工程、ポリエステル系繊維のアルカリ減量加工廃液である。前記廃液には、テレフタル酸以外にエチレングリコール、水酸化ナトリウム、その他の無機物、有機物が含まれるが、これらは本発明の分解処理能力を何ら妨害するものではない。必要ならば、アンモニア水、硫安、塩安、リン安、硝酸ナトリウム、硝酸アンモニウム、硝酸カリウム、肉エキス、酵母エキス、ペプトンなどの有機・無機窒素源から選ばれた化合物、さらにはマグネシウム塩、カリウム塩、リン酸（塩）、鉄塩、その他の金属塩、などから選ばれた化合物を添加する。
【００２７】
本発明で処理される廃液は、好ましくはテレフタル酸を０．５％以上含有するものであり、より好ましくは、０．６％以上、さらに好ましくは、０．８％以上である。また、上限に関しては特に限定されるものではないが、好ましくは、４．０％以下、より好ましくは、３．７％以下である。
【００２８】
また、テレフタル酸のＢＯＤ換算での栄養源乃至は炭素源に占める割合としては特に限定されるものではないが、好ましくは２１％以上、より好ましくは６３％以上、さらに好ましくは７０％以上、特に好ましくは７４％以上である。また、処理すべき廃液中の他の炭素源としてはエチレングリコールが含まれていても良い。
【００２９】
【実施例】
［実施例1］
テレフタル酸0.6％、リン酸一カリウム0.15%、硫酸マグネシウム七水和物0.02％、硫酸第一鉄七水和物0.002％、バクトトリプトン（Difco）0.2％、酵母エキス（Difco）0.2％、pH 6.5の液体培地に、同組成の寒天培地に生育しているアルカリゲネス sp. K1株を一白金耳接種し、４５℃で振とう培養したところ、培養４８時間で培地中のテレフタル酸は９５％以上分解された。
【００３１】
［参考例］
実施例1と同じ培地を用い、同組成の寒天培地に生育しているアルカリゲネスsp. K1株を一白金耳接種し、３０℃で振とう培養したところ、培養４８時間で培地中のテレフタル酸は５０％以上分解された。
【００３３】
［実施例２］
テレフタル酸0.6％、リン酸一カリウム0.20%、硫酸マグネシウム七水和物0.02％、硫酸第一鉄七水和物0.002％、硫酸アンモニウム0.5％、EDTA 2μM、pH 6.5の液体培地に、同組成の寒天培地に生育しているアルカリゲネス sp. K1株を一白金耳接種し、４５℃で振とう培養したところ、培地中のテレフタル酸は培養２４時間で４０％、培養３２時間で６０％、培養４８時間で９５％以上分解された。
【００３６】
【発明の効果】
アルカリゲネス sp. K1株を用いることでテレフタル酸含有廃液処理の迅速化が可能となった。特に高濃度のテレフタル酸含有廃液を４０〜５３℃という温度条件下で、直接、迅速に好気的に処理することが可能となり、テレフタル酸処理の効率化が可能になった。特に、ポリエステル繊維織物のアルカリ減量加工処理など、高濃度のテレフタル酸含有廃液の発生のある場合に本微生物は効果的に作用する。例えば、アルカリゲネス K1株を好気的に培養したコンパクトな槽を設け、高濃度廃液を処理、負荷を大幅に軽減させた後、処理液と残りの廃液とを、活性汚泥法のなどの一般的生物処理することで、低コスト、省スペースな増設で施設全体としての廃液処理能力を、大幅に増大させることが可能になった。新たに廃液処理施設を新設する場合、全体としての処理施設の大幅なコンパクト化が可能になる。
アルカリゲネス sp.K1株は、高濃度のテレフタル酸含有廃液を迅速に処理出来るため、高濃度廃液処理槽の超コンパクト設計が可能となり、上述のような処理が可能となる。アルカリゲネス sp. K1株は中高温で増殖可能であるため、処理の際、温度を４０℃〜５３℃に維持することが可能である。その場合、流入廃液の熱、好気的処理に際して発生する熱に対する冷却費を節約、あるいは不要にすることが可能となる。また、微生物の自己消化も３０℃付近に比べて促進されることから余剰汚泥の減少、栄養塩添加量の節約も可能になる。テレフタル酸含有廃液を、下水道などへ放流する場合などにおいても、アルカリゲネス sp. K1株を負荷軽減処理、予備的処理の目的で利用でき、同様の効果が期待できる。