(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シュードモナス属に属するテレフタル酸分解菌であるシュードモナス sp. C4S株（生命工研微生物寄第１５５４４号）を用い、４５〜５７℃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。
【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であること、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、上記特徴を有する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）や湿式酸化処理（特開平７−２０４６６６）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ある。
また、シュードモナス属においても、シュードモナス アルカリジェネスなどにおいて、テレフタル酸を分解する微生物が知られている（Proc. Indian Acad. Sci.、93巻、１１５５〜１１５８頁、１９８４年）が、その処理温度は３０℃である。これら従来技術での処理温度は高くても４１℃であり、４５℃以上、特に５０℃以上のような高温において、微生物を用いて、テレフタル酸を好気的に処理したという報告はない。
【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、高濃度、高温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を、希釈、冷却を最小限に抑え、高負荷のまま処理可能な技術を開発することで、該廃液の処理を迅速化、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、「シュードモナス属に属するテレフタル酸分解能力のあるシュードモナス sp. C4S株（生命工研微生物寄第１５５４４号）を用い、４５〜５７℃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く、温度４５〜５７℃で増殖可能なテレフタル酸分解微生物を利用する点にある。好ましくは、４５〜５５℃である。４５℃未満では、分解速度が低下したり、他の雑菌の増殖が顕著となるからである。なお、本発明の微生物は、４５℃以上の温度でテレフタル酸分解能力のあることを必須条件とするものであり、４５℃未満の温度条件におけるテレフタル酸分解能力は問わない。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。
【００１０】
かかるテレフタル酸分解菌としては、シュードモナス属に属し、テレフタル酸分解能力のある微生物シュードモナス sp. C4S株（生命工研微生物寄第１５５４４号）であるテレフタル酸分解菌を用いる。以下、この微生物を用いた本発明を説明する。
【００１１】
上記の取得微生物の菌学的性質以下に示す。
【００１２】
（a）形態（肉汁寒天培地、５０℃で培養）
（1）細胞の形、大きさ：      桿菌、0.5〜0.7×0.9〜1.2μm
（2）運動性（鞭毛）：        有（一本の極鞭毛）
（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：      明るいおうど色。（テレフタル酸を炭素源とする培地では、色調は白色に近づく。）円形、全縁、凸円もしくは中心凸状。3日で約直径2 mm。
【００１３】
（2）肉汁液体培養：          中程度の濁り。
【００１４】
（3）肉汁ゼラチン穿刺培養：  液化しない。
【００１５】
（4）ミルク：                凝固しない。
【００１６】
（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：                  上限５７℃
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、グリセリンのいづれからも酸、ガスを生成しない。
【００１７】
（19）資化性
（＋）：
フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、コハク酸、ゲンチシン酸
（−）：
エチレングリコール、n−プロパノール、エタノール、エタノールアミン、ベタイン、乳酸、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
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）に照らし合わせた結果、C4S株は、グラム陰性好気性桿菌でカタラーゼおよびオキシダーゼ陽性、極鞭毛を有することから、シュードモナス属に属し、蛍光性色素の生成が無く、グルコースを利用しないことから、シュードモナス  アルカリジェネス、シュードモナス  シュードアルカリジェネスに近縁であることが判明した。そこで、シュードモナス  アルカリジェネス IFO 14159、シュードモナスシュードアルカリジェネス IFO 14167と比較した結果、C4S株は、温度55℃で生育可能な点、テレフタル酸を資化できる点、乳酸を利用しない点、等において、これら両株と異なることから、C4S株はシュードモナスの新種であると考えられた。したがって、シュードモナス sp.（生命工研微生物寄第１５５４４号）と同定した。
【００１８】
廃液処理の態様としては特に限定されるものではなく、シュードモナス sp. C4Sをテレフタル酸含有廃液単独に対し用いても良いし、必要に応じて、他の廃液を混ぜて処理しても良い。廃液の中から、テレフタル酸を多く含むものを回収し、シュードモナス sp. C4S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。シュードモナス sp. C4Sは懸濁状態で用いて、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、４５℃〜５７℃であり、特に４５℃〜５５℃が好ましい。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
【実施例】
［実施例1］
テレフタル酸0.2％、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C4S株（生命工研微生物寄第１５５４４号）を一白金耳接種し、３０℃、４５℃、５０℃、で振とう培養したところ、培養３０時間で培地中のテレフタル酸はそれぞれ４５％以上、９５％以上、９５％以上分解された。
【００２３】
［実施例2］
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C4S株（生命工研微生物寄第１５５４４号）を一白金耳接種し、５０℃で振とう培養したところ、培養３０時間、５０時間、６０時間で培地中のテレフタル酸はそれぞれ５０％以上、８０％以上、９７％以上分解された。
【００２４】
［実施例3］
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％、酵母エキス（Difco）0.02％、EDTA  2μM、pH 6.5の液体培地に、同培地を用い、４５℃で継代培養しているC4S株（生命工研微生物寄第１５５４４号）を2 % vol/vol の割合で接種し、４５℃で振とう培養したところ、培養２４時間、４２時間で、テレフタル酸はそれぞれ４３％、８８％分解された。
【００２５】
【発明の効果】
シュードモナス属に属し、テレフタル酸分解能力のあるシュードモナス sp. C4Sであるテレフタル酸分解菌を用いることでテレフタル酸含有廃液を、中高温（４５〜５７℃）条件下で、直接好気的に処理することが可能となり、テレフタル酸含有廃液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、高温のテレフタル酸含有廃液の発生のある場合に効果的に作用する。例えば、シュードモナス sp. C4S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、活性汚泥法などの一般的生物処理することで、施設全体としての廃液処理能力を、低コスト、省スペースな増設で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。
シュードモナス sp. C4Sは中高温でも増殖可能であるため、高濃度廃液を処理の際、温度を４５℃〜５７℃、より好ましくは４５℃〜５０℃に維持することが可能であり、そのため、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となる。テレフタル酸含有廃水、特に高濃度のものを、下水道などへ放流する場合などにおいても、シュードモナス sp. C4Sを負荷軽減処理、予備的処理の目的で利用すれば、同様の効果が期待できる。活性汚泥槽などの一般の生物処理槽にも、単独、あるいは、包括固定化担体などの形でシュードモナス sp. C4Sを投入することにより、やや難分解性であるテレフタル酸の分解、処理を促進することが可能となった。特に、高水温時における処理不良防止などが可能になった。