(57)【要約】硝化細菌や脱窒細菌の微生物菌体を高密度に定着してなる細菌高密度吸着材を組み込んだ閉鎖循環式養殖および種苗生産システムにおいて、飼育水槽部と、ｐＨコントロール部と、溶存酸素を高めるための酸素供給部と、硝化反応槽部と、脱窒槽部とを少なくとも具備し、飼育水槽から排出された飼育水が、ｐＨコントロール部、酸素供給部、硝化反応槽部、及び脱窒槽部を経由することによって浄化され、再び飼育水槽に返送されるように構成された閉鎖循環式養殖および種苗生産システムであって、硝化反応槽部内には高密度培養した硝化細菌が定着されてなる硝化細菌高密度吸着材が装着され、脱窒槽には高密度培養した脱窒細菌が定着されてなる脱窒細菌高密度吸着材が装着され、ｐＨコントロール部における飼育水のｐＨ調整が、炭酸ナトリウムと炭酸水素ナトリウムの混合物よりなる薬液によって行われるべく、ｐＨコントロール部と直結した薬液貯溜槽が設けられてなる閉鎖循環式養殖および種苗生産システム。【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸着基材に多数の微生物菌体が定着されてなる細菌高密度吸着材であって、
前記微生物菌体が、各々高密度培養した硝化細菌あるいは硫黄酸化細菌であることを特徴とする細菌高密度吸着材。
【請求項２】
前記硝化細菌または硫黄酸化細菌が、１０９（ｃｅｌｌｓ／ｍｌ）以上の高密度細菌であることを特徴とする請求項１記載の細菌高密度吸着材。
【請求項３】
前記硝化細菌の水温１０℃における硝化速度が１．００ｍｇ／ｇ・ｈｒ以上であることを特徴とする請求項１記載の細菌高密度吸着材。
【請求項４】
吸着基材に多数の微生物菌体が定着されてなる細菌高密度吸着材であって、
前記微生物菌体が硝化細菌であり、
前記硝化細菌が、下水汚泥やし尿汚泥等の活性汚泥を、溶存酸素２ｍｇ／リットル以上、ｐＨ７．０〜９．０、温度２０〜４０℃の条件下において所定期間、ＮＨ４−Ｎ含有液により硝化馴養するとともに、馴養過程において酸性側に傾く培地のｐＨを、炭酸ナトリウムと炭酸水素ナトリウムの混合物よりなる培養促進剤の投入によって前記した範囲内に常時維持することにより当該活性汚泥に含まれる硝化細菌を馴養集積せしめてなる高密度の硝化細菌であることを特徴とする細菌高密度吸着材。
【請求項５】
バインダーを介して吸着基材に多数の微生物菌体が定着されてなり、
前記バインダーが、水に不溶か難溶で、かつ有機溶媒に可溶であるポリビニルピリジニウムハライドであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の細菌高密度吸着材。
【請求項６】
前記吸着基材が不織布であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の細菌高密度吸着材。
【請求項７】
吸着基材に多数の微生物菌体が定着されてなる細菌高密度吸着材であって、
前記微生物菌体が、高密度培養した脱窒細菌であることを特徴とする細菌高密度吸着材。
【請求項８】
前記脱窒細菌が、１０９（ｃｅｌｌｓ／ｍｌ）以上の高密度の脱窒細菌であることを特徴とする請求項７記載の細菌高密度吸着材。
【請求項９】
吸着基材に多数の微生物菌体が定着されてなる細菌高密度吸着材であって、
前記微生物菌体が脱窒細菌であり、
前記脱窒細菌が、下水汚泥やし尿汚泥等の活性汚泥を、溶存酸素２ｍｇ／リットル以下、ｐＨ６．０〜９．０、温度１０〜４０℃、外部炭素源としてＲＯＨ（Ｒは、ＣＨ３−及び／又はＣ２Ｈ５−）を存在させた条件下において所定時間、ＮＯ３−Ｎ含有液によって脱窒馴養することにより当該活性汚泥に含まれる脱窒細菌を馴養集積せしめてなる高密度の脱窒細菌であることを特徴とする細菌高密度吸着材。
【請求項１０】
バインダーを介して吸着基材に多数の微生物菌体が定着されてなり、
前記バインダーが、水に不溶か難溶で、かつ有機溶媒に可溶であるポリビニルピリジニウムハライドであることを特徴とする請求項７〜９のいずれか１項記載の細菌高密度吸着材。
【請求項１１】
前記吸着基材が不織布であることを特徴とする請求項７〜１０のいずれか１項記載の細菌高密度吸着材。
【請求項１２】
飼育水槽部と、ｐＨコントロール部と、溶存酸素を高めるための酸素供給部と、硝化反応槽部とを少なくとも具備し、前記飼育水槽から排出された飼育水が、前記ｐＨコントロール部、酸素供給部、及び硝化反応槽部を経由することによって浄化され、再び飼育水槽に返送されるように構成された閉鎖循環式養殖および種苗生産システムであって、
前記硝化反応槽部内には、請求項１〜６のいずれか１項に記載の細菌高密度吸着材が装着されてなることを特徴とする閉鎖循環式養殖および種苗生産システム。
【請求項１３】
請求項１２記載の閉鎖循環式養殖および種苗生産システムにおいて、
前記ｐＨコントロール部における飼育水のｐＨ調整が、炭酸ナトリウムと炭酸水素ナトリウムの混合物よりなる薬液によって行われるべく、前記ｐＨコントロール部と直結した薬液貯溜槽が設けられ、
これにより、前記薬液が硝化細菌の炭素源となることから、細菌高密度吸着材における硝化細菌を増殖せしめ、飼育水槽内においてアンモニア濃度が増加しても前記細菌高密度吸着材の増加が不要であることを特徴とする閉鎖循環式養殖および種苗生産システム。
【請求項１４】
飼育水槽部と、ｐＨコントロール部と、溶存酸素を高めるための酸素供給部と、硝化反応槽部と、脱窒槽部とを少なくとも具備し、前記飼育水槽から排出された飼育水が、前記ｐＨコントロール部、酸素供給部、硝化反応槽部、及び脱窒槽部を経由することによって浄化され、再び飼育水槽に返送されるように構成された閉鎖循環式養殖および種苗生産システムであって、
前記脱窒槽部内には、請求項７〜１１のいずれか１項に記載の細菌高密度吸着材が装着されてなることを特徴とする閉鎖循環式養殖および種苗生産システム。
【請求項１５】
請求項１２〜１４のいずれか１項記載の閉鎖循環式養殖および種苗生産システムによって育成されたことを特徴とする魚介類。
【発明の詳細な説明】
［技術分野］
本発明は細菌高密度吸着材に関し、詳しくは、吸着基材に多数の微生物菌体が定着してなる細菌高密度吸着材に関し、高密度の硝化細菌や硫黄酸化細菌、又は脱窒細菌が不織布などの本体基材に、例えば１０９（ｃｅｌｌｓ／ｍｌ）以上の高い濃度で以て菌体が定着してなる細菌高密度吸着材、及び前記細菌高密度吸着材を組み込んだ閉鎖循環式養殖および種苗生産システム（以下、単に「養殖システム」ともいう）、さらには当該養殖システムによって育成された魚介類に関する。
なお、本願明細書において、例えば「１０９（ｃｅｌｌｓ／ｍｌ）以上の菌体濃度」というのは、それに相当する細菌数（生菌数）が認められるという意味であり、このような生菌数の測定は、従来公知の方法によって決定することができる。
［背景技術］
硝化細菌（アンモニア酸化細菌と亜硝酸酸化細菌）や脱窒細菌（硝酸酸化細菌）は、増殖速度が遅く、コロニーを作って生活しないことに起因して、その存在が確認されて百年以上経た今日まで、工業的に大量に高濃度培養することに成功したという報告はない。
すなわち、従来の培養方法は、純粋培養を目指す試験管レベルの小規模のものであり、２ヶ月程ではフラスコ内の培地が懸濁しない程度であり、工業的に応用できる培養方法とは言えなかった。
説明を加えると、硝化細菌の培養において硝化が始まると、ｐＨが低下するわけであるが、従来、このｐＨを効果的に上げる方法が分からなかった。一方、硝化に伴って炭素源が減少していくわけであるが、従来、炭素源の供給として二酸化炭素を使用していた。二酸化炭素の供給により確かに炭素源の枯渇を防ぐことができるが、前述したｐＨの低下がさらに進み、延いては硝化細菌の活動が停止し、これが細菌増殖の限界であった。
これに従い、硝化細菌や脱窒細菌の微生物菌体を高密度に定着してなる細菌高密度吸着材は、当然のことながら入手が不可能であり、例えば当該吸着材をバイオリアクターやバイオセンサーにおける微生物菌体の保持担体として使用する場合、あるいは陸上養殖システムに適用する場合、どうしても効率（能率）の点で問題となった。
本発明は上記の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、硝化細菌や硫黄酸化細菌あるいは脱窒細菌の微生物菌体を高密度に定着してなる細菌高密度吸着材を提供するところにあり、前記細菌高密度吸着材を組み込んだ閉鎖循環式養殖および種苗生産システムを提供するところにあり、さらには当該養殖システムによって育成された魚介類を提供するところにある。
［発明の開示］
第１の発明は、吸着基材に多数の微生物菌体が定着されてなる細菌高密度吸着材であって、前記微生物菌体が、各々高密度培養した硝化細菌あるいは硫黄酸化細菌であることを特徴とする細菌高密度吸着材である。
第２の発明は、吸着基材に多数の微生物菌体が定着されてなる細菌高密度吸着材であって、前記微生物菌体が、高密度培養した脱窒細菌であることを特徴とする細菌高密度吸着材である。
第３の発明は、飼育水槽部と、ｐＨコントロール部と、溶存酸素を高めるための酸素供給部と、硝化反応槽部とを少なくとも具備し、前記飼育水槽から排出された飼育水が、前記ｐＨコントロール部、酸素供給部、及び硝化反応槽部を経由することによって浄化され、再び飼育水槽に返送されるように構成された閉鎖循環式養殖および種苗生産システムであって、前記硝化反応槽部内には、請求項１〜６のいずれか１項に記載の細菌高密度吸着材が装着されてなることを特徴とする閉鎖循環式養殖および種苗生産システムである。
第４の発明は、請求項１２〜１４のいずれか１項記載の閉鎖循環式養殖および種苗生産システムによって育成されたことを特徴とする魚介類である。
［発明を実施するための最良の形態］
バインダー
微生物菌体を吸着基材に定着させるためにバインダーを用いることもできる。本発明で使用し得るバインダー、菌体を吸着基材に定着させるバインダーとしては、当該菌体を生きたまま吸着基材に定着させることができるのであれば、特に限定はない。
具体的には、橋かけポリビニルピリジニウムハライド、寒天、Ｋ−カラギーナン、アルギン酸カルシウム、光硬化性樹脂、ポリアクリルアミドなどが挙げられるが、なかでも、特に硝化細菌、硫黄酸化細菌及び硫黄細菌を効率よく吸着する性質があり、当該菌体を高密度で補足し定着させることができるという点で、橋かけポリビニルピリジニウムハライドなるビニル系共重合体を用いることが好ましい。この化合物は、水に不溶か難溶で、かつ有機溶媒に可溶であるので、吸着基材へ表面処理する場合は有機溶媒に溶かして溶液として扱うことができ、水中で使用する場合は溶出するなどの悪影響がないので好都合である。すなわち、例えば上記のビニル系共重合体をメタノールなどの有機溶媒に溶かし、これを例えば霧吹き施工したり、塗布施工して吸着基材に付与（表面加工処理）することができる。
前記した橋かけポリビニルピリジニウムハライドの製造に関しては、特開平３−４７５３６号公報に記載の従来公知の製造方法に従えばよい。簡単に説明すると、４−ビニルピリジンとモノビニルモノマー（エチレン、プロピレン、スチレン、酢酸ビニル、アクリル酸、アクリロニトリルなど）とを共重合した後、ハロゲン化物（ハロゲン化アルキル、ハロゲン化ベンジル、ハロゲン化ペンタフルオロフェニルメチルなど）を作用させて得ることができる。
吸着基材
本発明で使用し得る吸着基材としては、多孔質基材であることが、表面積が大きいので菌体をより高密度に定着させることができるという点で好ましい。多孔質基材の具体例としては、不織布、編織物（編物、織物）、シリカやゼオライトなどの多孔性無機物の集合体、発泡体などが挙げられる。これらは１種類を単独で使用してもよいし、２種以上を併用することもできる。
なお、バインダーへの処理の容易さ、表面積の広さ、取り扱い易いなどの点で不織布を使用することが最も好ましい。なかでも、当該不織布を構成する繊維の断面形状が☆状であることが（放射状のひだを有する形状の断面を有し、内部に線状の接合部を有する立体状不織布であることが）、さらに表面積が広くなるという点で好ましい。このような不織布は、特許第２８８１６７２号公報に開示されている技術に基づいて製造することができる。
また、上記の如く断面星形状の繊維（ポリエステル繊維）を使用して製造された不織布に前記した橋かけポリビニルピリジニウムハライド処理を施した製品が市販されている（バイオフレックス（登録商標）、日本バイリーン社製、１ｍ３あたり１０３〜１０６ｍ２の面積を保有）ので、これを使用することもできる。
活性汚泥
本発明に使用する活性汚泥は、下水汚泥やし尿汚泥が挙げられる。これらは、淡水希釈処理されたものであってもよく、あるいは海水希釈処理されたものであっても構わないが、海水希釈汚泥を原料として硝化細菌や硫黄酸化細菌あるいは脱窒細菌を培養すれば、希少価値とされる海洋性硝化細菌、海洋性脱窒細菌、海洋硫黄酸化細菌性が大量に得られ、上記した吸着基材に海洋性菌体を定着させることができるので、海水希釈処理された活性汚泥を使用することが好適である。
説明を加えると、天然の海水中には淡水性硝化細菌よりも高い耐塩性を有すると考えられる海洋性の硝化細菌が存在するが、その存在量は非常に少なく、純粋分離が困難であるため、淡水性硝化細菌に比べてその研究は遅れている。しかしながら、本発明の培養方法であれば、前述したように海水希釈処理された活性汚泥を原料とすることにより、高い濃度の海洋性硝化細菌を得ることができる。海洋性硝化細菌は、多層の細胞壁を備え、処理水の浸透圧変化や生育を阻害する種々の化学物質に対して強力な耐性を持つ。硫黄酸化細菌、脱窒細菌についても同様である。
混合物（炭酸水素ナトリウムと炭酸ナトリウム）
本発明で使用されるｐＨ調整と炭素源との双方を兼ねる混合物は、細菌高濃度培養促進剤として、次のような実施態様が考えられる。すなわち、
１．独立栄養細菌を高濃度に培養すべく所定期間馴養する際、当該馴養過程において酸性側に傾く培地のｐＨを所定範囲に維持させると共に炭素源となる独立栄養細菌高濃度培養促進剤であって、解離することにより塩基性を呈して前記酸性側に傾く培地のｐＨを所定範囲に維持させることのできる性質と、前記独立栄養細菌の増殖時の炭素源となりうる性質との２つの性質を、１種類の化合物で以て付与できる場合は当該化合物の少なくとも１種、または上記２つの性質を２種以上の化合物で以て付与できる場合は、当該化合物の混合物が配合されてなることを特徴とする独立栄養細菌高濃度培養促進剤。
２．前記した混合物が下記（Ａ）成分と（Ｂ）成分との混合物であることを特徴とする上記の第１項に記載の独立栄養細菌高濃度培養促進剤。
（Ａ）：炭酸アルカリ金属塩、又は炭酸アルカリ土類金属塩。
（Ｂ）：炭酸水素アルカリ金属塩、又は炭酸水素アルカリ土類金属塩。
３．前記（Ａ）成分：（Ｂ）成分の混合割合がモル比で１：４／７〜１７／７であることを特徴とする上記の第２項に記載の独立栄養細菌高濃度培養促進剤。
４．前記（Ａ）成分が、炭酸ナトリウムであり、前記（Ｂ）成分が、炭酸水素ナトリウムであることを特徴とする上記の第２項または第３項のいずれか１項に記載の独立栄養細菌高濃度培養促進剤。
（具体例）
上記促進剤の成分としては、解離することにより塩基性を呈し、馴養中に酸性側に傾く培地のｐＨを所定範囲（７．０〜９．０）に維持させることのできる性質と、前記独立栄養細菌の増殖時の炭素源となりうる性質との２つの性質を備えている化合物であれば、特に限定されるものではない。
前記２つの性質を１種類の化合物で以て付与できる場合は当該化合物の少なくとも１種が本発明の促進剤の成分となる。
その具体例としては、二炭酸水素三ナトリウム（＝セスキ炭酸ナトリウム）（Ｎａ２ＣＯ３・ＮａＨＣＯ３・２Ｈ２Ｏ）や、この化合物におけるナトリウムが、カリウムやマグネシウムなどに一部あるいは全部置換された化合物などが挙げられる。
また、上記２つの性質を２種以上の化合物で以て付与できる場合は、当該化合物の混合物が本発明の促進剤の成分となる。例えば、（Ａ）水に可溶性を示し解離することにより塩基性を示す炭酸塩と、（Ｂ）水に可溶性を示す炭酸水素塩との混合物が挙げられ、具体的には、（Ａ）成分として、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどの水酸化物や、炭酸ナトリウムなどのアルカリ金属塩が挙げられ、（Ｂ）成分としては、炭酸水素ナトリウム、炭酸水酸化マグネシウム（４ＭｇＣＯ３・Ｍｇ（ＯＨ）２・５Ｈ２Ｏ）などの炭酸塩が挙げられる。
なかでも、前記（Ａ）成分が、炭酸ナトリウム、炭酸ナトリウムカリウム、炭酸カリウム等の、水に可溶性を示す炭酸アルカリ金属塩又は炭酸アルカリ土類金属塩であり、前記（Ｂ）成分が、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム等の、水に可溶性を示す炭酸水素アルカリ金属塩又は炭酸水素アルカリ土類金属塩であることが、前述した２つの性質を効果的に付与できるという点で好ましく、なかでも、炭酸ナトリウムと炭酸水素ナトリウムの組合せが最も好ましい。
閉鎖循環式養殖および種苗生産システム
本発明の養殖システムによって、稚魚はもちろんのこと、受精卵（オニオコゼ、ヒラメ、トラフグなどの受精卵）から稚魚への育成、いわゆる種苗生産が可能となる。このような種苗生産は、外部から海水が入ることがないため、親魚からの垂直感染がなければ、飼育の途中で飼育水から侵入する病原体による感染は起こらない。
また、飼育期間中に海水を補充することなしに、着底時期までの生産が可能であることから、飼育水の使用量は、これまでの流水飼育の場合の飼育水と比べ、３０〜６０倍の差があり、飼育水の節約を図ることもさることながら、生産場所の立地条件が拡大するものと考える。
硝化細菌の培養（馴養）条件
活性汚泥に含まれる硝化細菌の培養は、当該活性汚泥を、所定期間（例えば、１ヶ月、２ヶ月あるいはそれ以上）、汚泥脱水濾液や（嫌気性）消化脱離液などの汚泥処理廃液により硝化馴養するわけであるが、この硝化馴養は好気的に行なう必要があるため、この際の溶存酸素（ＤＯ）を２ｍｇ／リットル以上とする必要がある。しかしながら、溶存酸素濃度を無闇に高くし過ぎると逆に増殖スピードが低下する傾向になることが今回の実験で初めて分かった。以下詳述する。
硝化細菌による硝化スピードは、溶存酸素が高ければ高いほど速くなるので、硝化馴養集積にあっても同様、高いほど速く進むであろうと考えられていたが、あにはからんや、活性汚泥を原料とした硝化細菌の馴養集積は、溶存酸素（ＤＯ）５ｍｇ／リットルを超えるところぐらいからそのスピードが低下することが分かった。なお、溶存酸素（ＤＯ）濃度２〜４ｍｇ／リットルが最も好ましい。
また、ｐＨは７．０〜９．０である必要があり、（特に海水希釈の活性汚泥を使用する場合）７．５〜８．５が好ましく、７．５〜７．８が更に好ましい。
培養温度に関しては、２０〜４０℃の範囲であれば増殖スピードが速く、２５〜３５℃であればさらに好ましい。
なお、培養の過程において、ｐＨが低下するとともに、アルカリ度が減少する。すなわち、アンモニア酸化細菌によるＮＨ４＋のＮＯ２−への酸化、亜硝酸酸化細菌によるＮＯ２−のＮＯ３−への酸化は次の（Ａ）（Ｂ）の２式で示される。なお、式（Ｃ）は、硝化細菌全体としての式である。
（アンモニア酸化細菌）
2002046104.tif 000002
（亜硝酸酸化細菌）
2002046104.tif 000003
（混合系）
2002046104.tif 000004
これらより、ＮＨ４−ＮをＮＯ３−Ｎにまで酸化するのに４．５７ｍｇＯ２／ｍｇＮＨ４−Ｎの酸素を必要とし、硝化反応の進行に伴い水素イオンが放出されるため、培養系のｐＨが低下するとともにアルカリ度が減少することが分かる。ｐＨの低下に伴い培養速度が減少するため、緩衝液などを使ってｐＨを所定値に保持しなければ、従来法と同様、微生物の活動が停止してしまう。
そこで本発明では、培養過程において酸性側に傾くｐＨを、正塩と酸性塩とを混合物にして緩衝作用を備えたものが好適であると考え、具体的な化合物を見い出すべく、多数の化合物によるトライ・アンド・エラーを重ねた結果、炭酸ナトリウムと炭酸水素ナトリウムとの組み合わせよりなる培養促進剤の投入によってｐＨを復帰させることが最も好適であることを見い出した。
一般に、細菌細胞の合成反応が次式で表現できることが知られている。
2002046104.tif 000005
これを、上記した混合培養系（Ｃ）の生化学反応式に適用すると、およそ次のようになる。
2002046104.tif 000006
上式から明らかなように、硝化細菌の培養には、エネルギー基質のアンモニウムイオンと比較しても多量の炭素源が必要である。
前述したように、炭酸ナトリウムと炭酸水素ナトリウムとの組み合わせよりなる培養促進剤を供給することにより、硝化細菌の炭酸同化のための炭素源を同時に供給することができる。以下、説明を加える。
炭酸ナトリウムのみを用いると、当該炭酸ナトリウムが強アルカリであることからしても、低下するｐＨを上げる効果は充分に認められるが、ｐＨ上昇の効果が大きいために多量には使用できず、充分な炭素源を供給するには不向きな点がある。他方、炭酸水素ナトリウムのみを用いる場合には、無機炭素源としての供給という点では問題がないものの、ｐＨを保持するという点では大量の供給が必要となり好ましくない。
このような長短所に鑑み、炭酸ナトリウムと炭酸水素ナトリウムとの混合物が好適に利用できる。当該混合物の水溶液を用いることによって、漸次低下していくｐＨを一定に保ちつつ、生体の炭酸同化のための無機炭素源を有効に供給することが可能となった。
前記混合物における炭酸ナトリウムと炭酸水素ナトリウムの配合割合としては、炭酸ナトリウム：炭酸水素ナトリウムが、モル比で１：４／７〜１７／７であることが好適であり、具体的には、炭酸ナトリウム１ｍｏｌ／リットルに対し、炭酸水素ナトリウムが４／７（０．５７１…）ｍｏｌ／リットル〜１７／７（２．４２８…）ｍｏｌ／リットルの混合水溶液が効果的である。
なお、培養系のｐＨの監視は、連続的に行なってもよいし、所定時間ごとに行なってもよい。ｐＨコントローラー等の連続ｐＨ監視装置を利用することが好ましいが、これに限らず、フェノールレッド等のｐＨ指示薬を利用して手作業で行なうことも可能である。
ＮＨ４−Ｎ含有液におけるアンモニアの濃度は１００ｍｇ／リットル以上であって３００ｍｇ／リットル以下、さらには２００ｍｇ／リットル以下に抑えることが好ましい。アンモニアは、化学独立栄養細菌であるアンモニア酸化細菌が炭酸同化を行って生育する際のエネルギー源であるが、過剰にあると、むしろ生育・増殖の阻害になる場合がある。また、アンモニア酸化細菌と同様に活性汚泥に含まれる亜硝酸酸化細菌は、アンモニア酸化細菌によって生成した亜硝酸を引き継いで酸化する細菌であるという割りには高い亜硝酸濃度に弱いため、アンモニアの初期濃度を無闇に高く設定することはできない。従って、アンモニアの濃度が３００ｍｇ／リットルを超える場合には、適宜、海水あるいは淡水などで希釈することが好適である。
なお、ＮＨ４−Ｎ含有液として、水処理場内にて発生する汚泥脱水濾液や消化脱離液などの汚泥処理廃液を利用することが好ましい。
上記した培養条件で、活性汚泥を、汚泥脱水濾液や消化脱離液などの汚泥処理廃液により硝化馴養することにより当該活性汚泥にわずかに含まれる硝化細菌を高濃度に培養することができるわけであるが、これに加え、本発明によれば、活性汚泥を２ヶ月で１／３〜１／４に減容することができ、かつ比重の大きい硝化汚泥を得ることができる。
すなわち、そもそも活性汚泥中には硝化細菌が０．３５％程度含有するといわれている。このような活性汚泥を原料としてＮＨ４−Ｎ含有液により約２ヶ月間、活性汚泥を馴養集積することにより、当該活性汚泥中の硝化細菌の含有率が、約１０倍（３．５％）に増加する。その過程において、他の雑菌は、外部から栄養源（エサ）が与えられないことから共食いし死滅していく。そしてこの結果として、活性汚泥が減量する。
雑菌がほとんど死に絶えると、“グラニュー（粒）”と呼ばれる比重の大きい難分解性有機物となり、これを核として周囲に硝化細菌が取り付く。硝化細菌が取り付いた難分解性有機物は、比重の大きさから培養系において沈降する。硝化細菌を高濃度に培養するには、この沈降性の良さが必要となる。すなわち、一般的にいって硝化細菌は比重が軽く、純粋培養では浮遊してしまう。そのため、硝化細菌は培養系から流れ出てしまう可能性が高く、高濃度培養は期待できない。これにより、高濃度の培養には、上記したような核（難分解性有機物）の生成が必要になるわけであるが、核の生成は、硝化細菌の純粋培養では見られず、活性汚泥を原料としたときにのみ見られる。
脱窒細菌の培養（馴養）条件
活性汚泥に含まれる脱窒細菌の培養は、当該活性汚泥を、所定期間（例えば、１ヶ月、２ヶ月あるいは３ヶ月）、ＮＯ３−Ｎ含有液によって脱窒馴養することにより行われる。
脱窒反応は、ＮＯ３−Ｎ含有液におけるＮＯ３−中の分子状酸素を用いて水素供与体としての有機エネルギー源（後述する）を酸化する反応である。つまり、脱窒反応は、酸素の代わりにＮＯ３−を最終の水素受容体とする有機物酸化反応で、下記式で示される。
2002046104.tif 000007
したがって、この脱窒馴養は嫌気的に行なう必要があるため、溶存酸素（ＤＯ）は２ｍｇ／リットル以下、好ましくは１ｍｇ／リットル以下、さらに好ましくは、０．５ｍｇ／リットル以下とする（つまり、硝酸呼吸を行ない得る条件を作る必要がある）。
ｐＨは６．０〜９．０の範囲内であればよいが、どちらかといえば、アルカリ側に傾いている方が好ましい。具体的にはｐＨ６．５〜８．５が好ましく、ｐＨ７．０〜８．５がさらに好ましく、ｐＨ７．５〜８．５がさらに好ましい。
培養温度としては、１０℃未満であれば急激に活性が低下することから、１０〜４０℃である必要があり、１５〜３０℃が好ましく、２５〜３０℃がさらに好ましい。
ＮＯ３−Ｎ含有液としては、活性汚泥を原料とした硝化細菌の培養（前項参照）を実施した際に生成する硝化馴養処理液を使用することができる。
前述したように、外部から水素供与体として、また細胞合成の炭素源として、有機物を補填しなければならない。このような外部有機物としては、メタノールを使用することが、より速い増殖スピードが得られる、安価である、入手が容易である、という点で好ましい。なお、メタノールに代えて、あるいはメタノールと併用して、エタノールを用いることもできる。
メタノールおよび／またはエタノールの添加濃度としては特に限定はないが、メタノール換算で、ＣＨ３ＯＨ（ｍｇ／リットル）／ＮＯ３−Ｎ（ｍｇ／リットル）が３．０以上となるようにすることが好ましい。
本発明によれば、硝化細菌や脱窒細菌の微生物菌体を高密度に定着してなる細菌高密度吸着材を提供することができ、この細菌高密度吸着材を閉鎖循環式養殖および種苗生産システムに組み込むことにより、飼育水の浄化を極めて効率よく行なうことが可能となり、さらには当該養殖システムによって魚介類を育成することにより、ウイルスに感染していない非常にピュアーで安全な魚介類を得ることができる。
以下、本発明の一実施例を挙げて説明するが、本発明はこれによって限定するものではない。
実施例１
（硝化細菌の高濃度培養（硝化活性汚泥の製造））
図１に示すｆｉｌｌ　ａｎｄ　ｄｒａｗ式培養槽（３０リットル）で２日サイクルの回分培養を行った。すなわち、海水希釈し尿汚泥、及び嫌気性消化脱離液（ＮＨ４−Ｎの濃度が１００ｍｇ／リットルとなるように海水希釈されている）を培養槽に入れ、培養槽内温度をサーモスタットとヒータで２７℃となるように、またｐＨを、ｐＨコントローラー及び培養促進剤（０．５ｍｏｌ／リットルのＮａ２ＣＯ３及び１ｍｏｌ／リットルのＮａＨＣＯ３からなる緩衝剤）により７．５〜８．５に保つように設定して培養を行った（初期のｐＨが８．５以上の時は、希硫酸を加えて８．５以下に調整する）。また、溶存酸素（ＤＯ）濃度が４ｍｇ／リットルになるように散気球で曝気量を調節した。
曝気開始１日後に終濃度が１００ｍｇ／リットルとなるように再び消化脱離液を添加した。また、２日目には曝気を止め、１時間汚泥を沈殿させ上澄液を除去した後、消化脱離液を投入し、曝気を再開するという運転を繰り返した。
元の海水希釈し尿汚泥の塩分濃度が海水比８０％にあたるため、馴養は海水比８０％から開始し、１００ｍｇ／リットルのＮＨ４−Ｎが培養１日後に完全にＮＯ３−Ｎに硝化されるようになった段階で海水比を１００％に上げた。
曝気開始後の数時間はＮＨ４−Ｎ濃度が直線的に減少するため、曝気開始から、０，１，２，３，４時間後の残存ＮＨ４−Ｎ濃度を測定し、ＮＨ４−Ｎ濃度が直線的に変化する区間の傾きから変化速度を求め、これをＭＬＳＳ濃度で除した値を硝化速度とした（下記式参照）。
2002046104.tif 000008
約６０日間の海水馴養期間を経て馴養が完了した海水馴養硝化活性汚泥（ＡＭＮＳ）のＳＶ３０、ＳＶＩを測定し、沈降特性を調べるとともに、光学顕微鏡を用いてフロック形成状況を観察した。
図２のグラフに、し尿汚泥の海水馴養過程を示す（図には、濃度１００ｍｇ／リットルのＮＨ４−Ｎの４時間後の濃度を示した）。
図２のグラフから、馴養開始２ヶ月後には、海水比１００％で１００ｍｇ／リットルのＮＨ４−Ｎを４時間でほぼ完全に硝化できるＡＭＮＳを調製することができることが分かる。無機炭素源の不足による硝化活性汚泥の損失を防ぐべく、ＮａＨＣＯ３とＮａ２ＣＯ３を組み合わせた無機炭素源によるｐＨ調整を採用したが、これにより、馴養２ヶ月後には、図３に示すように、ＡＭＮＳのＭＬＳＳ濃度を馴養前と比べ２倍に増やすことができた。
ＡＭＮＳにおける硝化細菌の硝化速度を下記表に示す。
2002046104.tif 000009
活性汚泥中の硝化細菌の存在率は約０．３５％であると報告されているが、これから計算すると、海水馴養硝化活性汚泥（ＡＭＮＳ）中の硝化細菌が高い濃度（約３．５％）で存在しているものと推測される。
（菌体密度：１０９以上（ｃｅｌｌｓ／ｍｌ）
培養槽を静置させると、細菌フロックが確認でき、比重が海水より重たいため大半の細菌フロックが沈澱する。これは、アンモニア酸化細菌と亜硝酸酸化細菌の各菌それぞれの純粋培養では見られないが、活性汚泥を原料とした混合培養において現れるものである。ＡＭＮＳのフロックを顕微鏡で観測した結果、汚泥は直径５０〜１００μｍのフロックからなることが分かった。また、ＡＭＮＳを走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観測した結果、汚泥フロック内部に２０〜１００μｍの糸状菌や粘着質物からなるグラニュールが含まれていることが分かった。そして、ＡＭＮＳのＳＶ３０、ＳＶＩを求めたところ、上記表１に併記した通り、９％、４２．６となり、沈降性に優れていることが分かった。これにより、海水希釈のし尿処理場汚泥から、海水中で（もちろん、淡水中でも）高い活性を持つ硝化活性汚泥を極めて短期間で大量生産できることが明らかとなった。
アンモニア酸化細菌と亜硝酸酸化細菌の個々の純粋培養と比較して、活性汚泥を原料とした混合培養の長所は次のとおりである。
純粋培養系では、エネルギー基質としてそれぞれアンモニア、亜硝酸が別個に必要であるが、混合培養系ではエネルギー基質としてアンモニアだけ供給すれば済む。また、純粋培養系では、菌体を高濃度に増殖することが極めて困難であるが、混合培養系では培地を懸濁させる程度まで増殖することが容易である。これは、アンモニア酸化細菌や亜硝酸酸化細菌が同族内などではコロニーやフロックを形成しないで、浮遊生活を送る生態に起因すると推察される。
なお、このようにして得た海洋性硝化細菌は独立行政法人産業技術総合研究所に寄託されている（ＦＥＲＭ　ＢＰ−７１５０，日本国茨城県つくば市東１丁目１番地１　中央第６［ＴＥＬ：０２９８−６１−６０２９］、寄託日：２０００年４月２７日、識別表示：ＢＩＣＯＭ　Ｎｉｔｒｉｆｙｉｎｇ　Ｂａｃｔｅｒｉａ　ＳＷＡＱ　ＳＰ−７８）。
実施例２（硫黄酸化細菌の培養）
基本的には、上記の硝化細菌の高濃度培養と同じ培養方法に従えばよいので、以下では簡単に述べる。
５リットルのビーカーに下水汚泥処理場返送汚泥を、ＭＬＳＳ濃度が１３００ｍｇ／Ｌになるように入れ、下記［表２］の硫黄酸化細菌培地で１日サイクルの反復半回分制限操作法（ＣＦ−ＲＯＭ法）にて硫黄酸化汚泥の馴養を行なった。培養温度はヒーターとサーモスタットで２５〜２７℃に保温し、ｐＨは、ＮａＨＣＯ３とＮａ２ＣＯ３の混合液（モル比でＮａＨＣＯ３：Ｎａ２ＣＯ３＝１．０：０．５）で７．０〜７．８の範囲内に調整した。
その結果、ＭＬＳＳ濃度を６０００ｍｇ／Ｌまで上昇させることができた。
2002046104.tif 000010
得られた硫黄酸化細菌（菌体密度：１０９以上（ｃｅｌｌｓ／ｍｌ）の硫黄酸化速度を測定した。測定方法を以下に記載し、結果を図４に示す。
方法：培地中の硫酸イオン濃度を経時的に測定し、硫酸イオンが直線的に変化する区間の傾きから、硫酸イオンの変化速度を求め、これをＭＬＳＳ濃度で除した値を硫酸イオン生成速度とした（ＭＬＳＳ＝６０００ｍｇ／Ｌ）。その結果、硫酸イオン生成速度＝１００ｍｇ／ｇ・ｈｒ以上（具体的には１６０ｍｇ／ｇ・ｈｒ）という結果が得られた。
なお、このようにして得た硫黄酸化細菌を工業技術院生命工学工業技術研究所の特許微生物寄託センターに寄託しようとしたところ、受託拒否された（［微生物の識別表示：ＢＩＣＯＭ　Ｓｕｌｆｕｒ　Ｂａｃｔｅｒｉｕｍ　ＦＷＡＱ］）。ただし、受託拒否された硫黄酸化細菌は、下記の法人が保管しており、第三者からの分譲申請を受ける体制をとっているが、分譲請求に先立って、微生物保管者との契約を締結する必要がある。微生物分譲契約書および微生物分譲申請書の請求も下記へ。
『株式会社バイコム、大阪府豊中市新千里東町１丁目４番２号、千里ライフサイエンスセンター（〒５６０−００８２）、ＴＥＬ：０６−４８６３−７５００（代）』。
実施例３
（脱窒細菌の高濃度培養（脱窒活性汚泥の製造））
図５に示すｆｉｌｌ　ａｎｄ　ｄｒａｗ式培養槽で２日サイクルの回分培養を行った。
すなわち、脱窒槽に、海水希釈を行なっているし尿処理場の活性汚泥１２リットルを投入し、のち海水で２０リットルに希釈した。次いで、硝化細菌の培養により発生した硝化馴養処理液（ＮＯ３−Ｎ含有液）、及びＮＯ３−Ｎ濃度の３倍濃度のメタノールを投入した。
脱窒槽はサーモスタットとヒータで２７℃となるように保温し、かつｐＨコントローラーおよび塩酸あるいは硫酸により、上昇するｐＨが７．０〜８．５を保持するように設定した。撹拌機によって７０ｒｐｍの速度で撹拌を行い、２日目に１時間汚泥を沈殿させ、上澄液を除去した後、ＮＯ３−Ｎ濃度の３倍濃度のメタノールを含有する硝化馴養処理液を投入し、撹拌を再開した。汚泥の元々の塩分濃度が海水比７５％にあるため、海水馴養は海水比７５％から開始した。
図６に、し尿処理場汚泥の海水馴養過程を示した。図には、初発ＮＯ３−Ｎ濃度、培養４時間後の残存ＮＯ３−Ｎ濃度、海水比を示した。ＮＯ３−Ｎ濃度１００ｍｇ／リットルが培養１日後に完全に脱窒されるようになった段階で海水比を１００％に上げた。馴養１０日後には、１００ｍｇ／リットルのＮＯ３−Ｎが培養１日後にほぼ脱窒除去されるようになったので、海水比を１００％に上げ、更に脱窒活性汚泥の活性とＭＬＳＳ濃度を高めるため、初発ＮＯ３−Ｎ濃度を１５０ｍｇ／リットル、２００ｍｇ／リットルに上げていった。
その結果、海水馴養２５日以降には（１ヶ月以内で）２００ｍｇ／リットルのＮＯ３−Ｎを培養４時間で脱窒除去できる海水馴養脱窒活性汚泥（ＡＭＤＳ）を調製することができた。（菌体密度：１０９以上（ｃｅｌｌｓ／ｍｌ））
馴養前のし尿処理場汚泥の脱窒速度とＡＭＤＳの脱窒速度を下記式に基づいて算出し、下記［表３］に示した。撹拌開始数時間でＮＯ３−Ｎが直線的に変化する区間の傾きから変化速度を求め、それを汚泥濃度で除した値を脱窒速度とした（下記式参照）。
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2002046104.tif 000012
海水馴養１ヶ月後には、海水中で１６．１ｍｇ−ＮＯ３−Ｎ／ｇ−ＭＬＳＳ・ｈｒの脱窒活性を示す脱窒活性汚泥が調製できたことになる。ＡＭＤＳの脱窒速度は下水処理などで報告されている比脱窒速度（０．０４〜０．０８ｇ−Ｎ／ｇ−ＭＬＳＳ・ｄａｙ）と比べると１オーダー高い値であり、脱窒細菌が優占種になっていると考えられる。
なお、上記の脱窒活性は、海水馴養２ヶ月後には、２５ｍｇ以上−ＮＯ３−Ｎ／ｇ−ＭＬＳＳ・ｈｒとなる。
ＡＭＤＳを走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観測したところ、２０〜１００μｍのグラニュールを形成していた。また、ＡＭＤＳのフロックを光学顕微鏡で観測したところ、汚泥中には直径２０〜１００μｍのフロックが多数存在していた。ＡＭＤＳのＳＶＩ，ＳＶ３０は、表３に併記した通り、３４．４、１１％で沈降特性も良好であった。
なお、このようにして得た海洋性脱窒細菌を工業技術院生命工学工業技術研究所の特許微生物寄託センターに寄託しようとしたところ、受託拒否された（受託拒否証明書入手済。なお、当該海洋性脱窒細菌［微生物の識別表示：ＢＩＣＯＭ　Ｄｅｎｉｔｒｉｆｙｉｎｇ　Ｂａｃｔｅｒｉａ　ＳＷＡＱ　ＳＰ−２１］は、下記の法人が保管しており、第三者からの分譲申請を受ける体制をとっているが、分譲請求に先立って、微生物保管者との契約を締結する必要がある。微生物分譲契約書および微生物分譲申請書の請求も下記へ。『株式会社バイコム、大阪府豊中市新千里東町１丁目４番２号、千里ライフサイエンスセンター（〒５６０−００８２）、ＴＥＬ：０６−４８６３−７５００（代）』。
実施例４（ａ）
（硝化細菌高密度吸着材の製造）
不織布（バイオフレックス（登録商標）、日本バイリーン社製、サイコロ状ろ材１Ｌ）を硝化細菌の培養槽（ＭＬＳＳ＝６，０００ｍｇ／Ｌ）に２４時間つけ（浸潤）、１分間水切りし、これにより高濃度硝化細菌が吸着基材に定着してなる硝化細菌高密度吸着材を得た。
なお、上記した不織布は、４−ビニルピリジンとモノビニルモノマーとを共重合した後、ハロゲン化物を作用させて得たビニル系共重合体を基材に表面処理加工したものであり、不織布を構成する繊維の種類は、ポリエステル繊維であり、繊度２２．５デニール、厚み９ｍｍ、目付２５０ｇ／ｍ２である。
実施例４（ｂ）
（脱窒細菌高密度吸着材、硫黄酸化細菌高密度吸着材の製造）
なお、説明は省略するが、前述の如く人工培養した高濃度脱窒細菌および高密度硫黄酸化細菌に関しても、硝化細菌と同様にして（実施例４（ａ）参照）、不織布（バイオフレックス（登録商標）、日本バイリーン社製）の繊維表面に定着させ、これにより脱窒細菌高密度吸着材、及び硫黄酸化細菌高密度吸着材を得た。
実施例５
各種吸着基材を使って、微生物菌体の保持能力（吸着量）を比較した。測定条件は次の通りである。
すなわち、使用した細菌は硝化細菌（ＣＧＹ培地で１０Ｌジャーファーメンター培養液。生菌数：４．１×１０９（ｃｅｌｌｓ／ｍｌ））であり、生菌数測定の前処理に超音波処理装置（カイジョー製、ＣＡ−４４８８Ｚ、３８ＫＨＺ）を使った。
結果を下記［表４］に示す。
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実施例６
（陸上閉鎖循環式養殖システム）
本発明により得られた細菌高密度吸着材の利用例として、陸上閉鎖循環式養殖システムを図７に基づいて説明する。
図に示すように、人工海水（飼育水）とともに魚介類、例えばヒラメ、オニオコゼ、クルマエビなどの稚魚の多数を入れた飼育水槽（１）から、一定量の人工海水が沈殿槽（２）に排出される。この排出液にはアンモニア性窒素（ＮＨ４−Ｎ）が含まれる。沈殿槽において、固形分が沈殿し、上清み液がポンプによってマイクロスクリーニングフィルター（３）で濾され、細かい固形物がここで取り除かれる。
前記フィルターを通過した人工海水は、水位コントロール槽を兼ねたｐＨコントロール槽（４）に流れ、ここで人工海水のｐＨをおよそ７．７前後に保たれる。このｐＨ調整は、ｐＨ薬液貯溜槽（１６）から薬液がポンプによってｐＨコントロール槽（４）に適宜流れる仕組みになっている。なお、この薬液の組成は、本実施例では、炭酸ナトリウムと炭酸水素ナトリウムの混合物からなり、そのモル比は、例えば炭酸ナトリウム：炭酸水素ナトリウム＝０．５：１．０である。
ｐＨ調整された人工海水は、ｐＨコントロール槽（４）から２方向に分かれて排出される。そのうち一方は、循環ポンプ（５）により、冷房暖房機（８）と熱的に連結されたチタンチラー（７）部を通って気液接触槽（９）に流れ込む。この気液接触槽（９）には、液体酸素槽（１４）からの液体酸素が供給され、これにより人工海水中の溶存酸素量が上昇する。
他方は、循環ポンプ（６）により、上記と同様、冷房暖房機（８）と熱的に連結されたチタンチラー（７）部を通ってオゾン反応槽（１０）に流れ込む。このオゾン反応槽（１０）にはオゾンが供給され、人工海水が当該オゾンによって殺菌されるわけであるが、このオゾンは、酸素発生器（１３）由来の酸素をオゾン発生器（１２）によって変換されたものであるので、ここでも溶存酸素量が若干ながら上昇する。また、このオゾン反応槽（１０）は、泡抹分離機能を備えているので、オゾン発生の時に生じた泡を取り除くことができる。泡沫分離機構は、従来公知の機構を採用することができる。
気液接触槽（９）およびオゾン反応槽（１０）を経由した人工海水は各々、微生物硝化反応槽（１１）に流れ込む。なお、本実施例では、気液接触槽（９）を経由した人工海水が流れ込む微生物硝化反応槽（１１）と、気液接触槽（９）を経由した人工海水が流れ込む微生物硝化反応槽（１１）の２槽を設けたが、これに限らず、１槽の微生物硝化反応槽（１１）でも構わない。
いずれにしろ、この微生物硝化反応槽（１１）の内部には、上記実施例で得た硝化細菌高密度吸着材（図示せず）の複数枚が積層状態で装着されている。
なお、微生物硝化反応槽（１１）に向かう人工海水の一部が、脱窒槽（１５）に流れるように配管されている。脱窒槽（１５）の内部には、微生物硝化反応槽（１１）と同様、上記実施例で得た脱窒細菌高密度吸着材（図示せず）の複数枚が積層状態で装着されている。
すなわち、この閉鎖循環式養殖システムにおいて循環する人工海水を一部取り出して脱窒槽（１５）に取り込み、脱窒槽（１５）にて、微生物硝化反応槽（１１）によって生じた人工海水中の硝酸イオンを窒素ガスに変換したのち、当該人工海水を循環フローに戻すように構成されている。
要するに、飼育水槽（１）における魚介類の飼育（養殖）によって発生したアンモニア性窒素は、硝化細菌高密度吸着材に定着した高濃度の硝化細菌によって酸化されて硝酸性窒素に変わり、硝酸性窒素は、脱窒細菌高密度吸着材に定着した高濃度に含まれる脱窒細菌によってさらに酸化されて窒素ガスに変わる。このように排水中の窒素化合物が窒素ガスに変換された後、再度、飼育水槽（１）に返送される。
なお、脱窒槽（１５）に対し、外部から水素供与体として、また細胞合成の炭素源として、有機物を補填しなければならない。そのために、本実施例にあっては、図に示されているように、メタノールを供給するための貯留槽、すなわちメタノール薬液貯留槽（１７）が設けられている。メタノール薬液貯留槽（１７）から、ポンプによって、脱窒槽（１５）にメタノールが供給される。そして、当該脱窒槽（１５）は、この内部を撹拌するための、脱窒槽撹拌ポンプ（１８）を備えている。
本実施例における陸上閉鎖循環式養殖システムにあっては、工場のような室内で、飼育水の温度、溶存酸素、ｐＨ、照度、水流など、あらゆる環境条件をコンピュータによって制御管理することができるので、人手がかからず、飼育費も安くなるため、生産コストを減少させることができる。それのみならず、人工海水を海洋から継続的あるいは断続的に飼育水槽に汲み上げる必要はないので、ウイルス等の病原菌が侵入するといった心配が無く、また、飼育水を排出する必要がないので、海洋汚染をひき起こすといった心配も無い。すなわち、従来行なわれていた養殖は、海洋から海水を汲み上げて飼育水槽の中に投入しているので、常に養魚が海洋中のウイルスに感染するおそれがあった。しかしながら、本実施例の養殖システムにあっては、飼育水を循環させて使っているので、ウイルスが侵入する心配はない。
従って、本発明の陸上閉鎖循環式養殖システムによって得られた魚介類は、非常にピュアーであり、いままで地球上には存在し得なかった安全な魚介類であると言える。
また、本発明の陸上閉鎖循環式養殖システムは、前述したように、炭酸ナトリウムと炭酸水素ナトリウムの混合物からなる薬液を飼育水槽に添加することができるｐＨ薬液貯溜槽（１６）を備えている。これによって、循環水のｐＨ調整が可能となるというのみならず、当該薬液が硝化細菌の炭素源となることから、硝化細菌高密度吸着材における硝化細菌を増殖させることができるという一石二鳥の効果を奏し、例えば、飼育水槽内において魚介類の成長に伴ってアンモニア濃度が増加しても、前記硝化細菌高密度吸着材の投入量を増やす必要はなく、また一過性でアンモニア濃度が増加しても、既に投入されている硝化細菌高密度吸着材で充分対応することができる。
実施例７
上記閉鎖循環式養殖システムにおける微生物硝化反応槽（１１）内の硝化細菌の温度の影響によるＮＨ４−Ｈ濃度の変化を測定した。
結果を下記［表５］に示す。
2002046104.tif 000014
［表５］から分かるように、本発明の養殖システムに使われている硝化細菌は１０℃という低温でも、１ｍｇ／ｇ・ｈｒ以上という硝化速度を達成でき、菌体の特性として、非常に能力に優れた菌であることがわかる。
実施例８
（陸上閉鎖循環式種苗生産システム）
飼育水槽（１）の中に稚魚を入れる代わりに、オニオコゼの受精卵６万粒を投入したこと、及び以下に述べること以外は、実施例６と同様にして、種苗生産（受精卵から稚魚への育成）を行った。
すなわち、飼育水温は、受精卵収容時からふ化までは２３℃〜２３．５℃を保持し、ふ化後は２４℃〜２６℃の値を保持した。
ふ化仔魚は、ふ化後２日目に開口し、摂餌が可能となった。餌料は、ワムシ（濃縮ナンノクロロプシス［濃縮ナンノ］とＰＳＢ（宝酒造ｋ．ｋ．製）で２４時間培養したもの）、アルテミア幼生（マリンα［日清サイエンスｋ．ｋ．製］とＰＳＢ［宝酒造ｋ．ｋ．製］で２４時間培養したもの）および配合飼料（ヒラメ用配合飼料、Ｓ−１およびＳ−２［ヒガシマルｋ．ｋ．製］）を用いた。また、ワムシ給餌期間中は飼育水に濃縮ナンノを毎朝２５０ｍｌ添加した。
１０日目にはアルテミア幼生を給餌すると摂餌を確認することができた。ふ化後１６日目には体表に黄色の色素が出現し始め、１８日目には着底する個体が認められた。３０日目には平均全長が１５ｍｍに成長し、この時点での取り揚げ尾数は１５，０００尾、ふ化仔魚からの生残率は３０．０％であった。
このようにして種苗生産して得たふ化仔魚を、さらに本発明の養殖システム（実施例６参照）により成魚まで育成することにより、１００％ピュアな（ウイルスなどの病原性微生物に全く感染していない）極めて安全な魚介類を得ることができる。
［寄託された生物材料への言及］
▲１▼　寄託機関の名称：
独立行政法人産業技術総合研究所　特許生物寄託センター
（旧寄託機関の名称：
通商産業省工業技術院　生命工学工業技術研究所）
あて先：郵便番号３０５−８５６６
日本国茨城県つくば市東１丁目１番地１　中央第６
（旧あて先：日本茨城県つくば市東１丁目１番地３）
ＴＥＬ：０２９８−６１−６０２９
▲２▼　寄託日：２０００年４月２７日
▲３▼　受託番号：ＦＥＲＭ　ＢＰ−７１５０
【図面の簡単な説明】
図１は、汚泥硝化馴養装置の一例を示した略示説明図である。
図２は、ＮＨ４−Ｎ（１００ｍｇ／リットル）投入４時間後の残存するＮＨ４−Ｎの濃度を示す曲線で以て、汚泥の硝化馴養過程におけるＮＨ４−Ｎ濃度の変化を示したグラフ図である。図中の↓印は、ＮＨ４−Ｎ（１００ｍｇ／リットル）の投入を示す。
図３は、汚泥の硝化馴養過程においてＭＬＳＳ濃度の経日的変化を示したグラフ図である。
図４は、硫黄酸化速度の経時的変化を示したグラフ図である。
図５は、汚泥脱窒馴養装置の一例を示した略示説明図である。
図６は、汚泥の脱窒馴養過程においてＮＯ３−Ｎ濃度の経日的変化を示したグラフ図である。
図７は、陸上における閉鎖養殖および種苗生産システムの一例を示した略示説明図である。
【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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【国際調査報告】
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