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技術 米のとぎ汁を含む有機性廃水の分解菌並びに当該分解菌を利用した当該廃水の分解処理方法及び装置

出願人 株式会社デンソー
発明者 三林浩二土居公司平井正名久野斉
出願日 1998年10月8日 (22年1ヶ月経過) 出願番号 1998-286753
公開日 2000年4月18日 (20年7ヶ月経過) 公開番号 2000-106866
状態 未査定
技術分野 微生物・酵素関連装置 酵素,微生物の固定化,処理 微生物、その培養処理 嫌気,嫌気・好気又は生物に特徴ある処理
主要キーワード 分解処理条件 飲食店毎 所定温度域 寒天成分 濃度割合 分解処理施設 杉チップ 分解処理槽内
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この項目の情報は公開日時点(2000年4月18日)のものです。
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図面 (1)

課題

米のとぎを含む有機性廃水分解菌並びに当該分解菌を利用した当該廃水分解処理方法及び装置の提供。

解決手段

好気条件下で、炭水化物含有率が特に高くタンパク質脂質含有率が低い、米のとぎ汁様有機性廃水に対する高い分解処理能力を有するフラボバクテリウム(Flavobacterium)属の分解菌を利用することにより、米のとぎ汁を含む有機性廃水の分解不良を低減する。

概要

背景

下水処理施設の完備されていない地域においては、各家庭飲食店等から排出される厨房廃水海域河川における主要な汚濁の原因であり、社会的環境問題となっている(例えば、生活雑排水対策推進研究会編、「生活雑排水対策推進指導指針」、株式会社ぎょうせい発行、第16頁、1998年を参照のこと。)。また、上記厨房排水の中で、日常的に排出され、汚濁度合いの高い排水種に米のとぎがある(生活雑排水対策推進研究会編集、「生活雑排水対策推進指導指針」、株式会社ぎょうせい発行、第87頁、1998年を参照のこと。)。

近年、このような厨房排水による汚染が問題視されていることから、例えば、特開平6−23337号公報、特開平6−182386号公報、特開平6−70897号公報、特開平8−309393号公報には、各家庭や飲食店毎に設置できる厨房排水処理装置が提案されている。これらの処理装置においては、廃水を分解する処理槽と、その処理槽を廃水の微生物分解に適した環境に保持するための通気手段や温度制御手段等を備え、その処理槽に投入された有機性廃水微生物により分解処理することを目的とするものである。

有機性廃水の微生物分解処理は、直接的には、その微生物が分泌するタンパク質分解酵素炭水化物分解酵素脂質分解酵素等の酵素群の働きによるものであるため、上記分解処理槽内の温度は、その酵素群の最適温度に維持される必要がある。また、従来知られている分解菌は、一般的な有機性廃水を対象にしたものや、炭水化物糖質を対象にしたものであり(特開平8−224593号公報参照)、各家庭や飲食店から頻繁に放出され、炭水化物の含有率濃度割合が特に高く、タンパク質や脂質の含有率が低いことを特徴とする、厨房廃水に属する米のとぎ汁を高い分解特性をもって分解するものではない。

炭水化物の含有率が特に高くタンパク質や脂質含有率が低い、米のとぎ汁様有機性廃水の嫌気性分解がいわゆる腐敗臭を呈し易いことから、上記分解処理は、好気的条件下で行われる必要がある。また、各家庭や飲食店毎に設置できる厨房排水処理装置においては、通常、常温付近で利用されるので、常温付近(約25℃)において高い分解活性を有する分解菌を利用することが望ましい。

概要

米のとぎ汁を含む有機性廃水の分解菌並びに当該分解菌を利用した当該廃水の分解処理方法及び装置の提供。

好気条件下で、炭水化物の含有率が特に高くタンパク質や脂質含有率が低い、米のとぎ汁様有機性廃水に対する高い分解処理能力を有するフラボバクテリウム(Flavobacterium)属の分解菌を利用することにより、米のとぎ汁を含む有機性廃水の分解不良を低減する。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

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請求項1

好気的条件下で、炭水化物含有率が特に高くタンパク質脂質含有率が低い、米のとぎ有機性廃水に対する高い分解処理能力を有するフラボバクテリウムインドロジェネス(Flavobacterium indologenes)K−K−6(FERM P−16801)。

請求項2

好気的条件下で、炭水化物の含有率が特に高くタンパク質や脂質含有率が低い、米のとぎ汁様有機性廃水に対する高い分解処理能力を有するフラボバクテリウム(Flavobacterium)属の分解菌を、当該有機性廃水と接触させ、そして好気的条件下でその有機性廃水の分解処理を行う、有機性廃水の分解処理方法

請求項3

前記フラボバクテリウム属の分解菌が、請求項1に記載のフラボバクテリウム・インドロジェネス(Flavobacterium indologenes)K−K−6(FERM P−16801)である、請求項2に記載の分解処理方法。

請求項4

前記有機性廃水が、米のとぎ汁又は米のとぎ汁を含む廃水である、請求項2又は3に記載の分解処理方法。

請求項5

請求項1に記載のフラボバクテリウム・インドロジェネス(Flavobacterium indologenes)K−K−6(FERM P−16801)分解菌を担持させた担体

技術分野

0001

本発明は、有機性廃水を含む厨房廃水処理装置や公共の大型の処理施設等で有利に利用し得る、好気的条件下で米のとぎに対する高い分解処理能力を有するフラボバクテリウム(Flavobacterium)属の新規分解菌、並びに好気的条件下で米のとぎ汁に対する高い分解処理能力を有するフラボバクテリウム(Flavobacterium)属の分解菌を利用する有機性廃棄物分解処理方法及び分解装置に関する。

背景技術

0002

下水処理施設の完備されていない地域においては、各家庭飲食店等から排出される厨房廃水は海域河川における主要な汚濁の原因であり、社会的環境問題となっている(例えば、生活雑排水対策推進研究会編、「生活雑排水対策推進指導指針」、株式会社ぎょうせい発行、第16頁、1998年を参照のこと。)。また、上記厨房排水の中で、日常的に排出され、汚濁度合いの高い排水種に米のとぎ汁がある(生活雑排水対策推進研究会編集、「生活雑排水対策推進指導指針」、株式会社ぎょうせい発行、第87頁、1998年を参照のこと。)。

0003

近年、このような厨房排水による汚染が問題視されていることから、例えば、特開平6−23337号公報、特開平6−182386号公報、特開平6−70897号公報、特開平8−309393号公報には、各家庭や飲食店毎に設置できる厨房排水処理装置が提案されている。これらの処理装置においては、廃水を分解する処理槽と、その処理槽を廃水の微生物分解に適した環境に保持するための通気手段や温度制御手段等を備え、その処理槽に投入された有機性廃水を微生物により分解処理することを目的とするものである。

0004

有機性廃水の微生物分解処理は、直接的には、その微生物が分泌するタンパク質分解酵素炭水化物分解酵素脂質分解酵素等の酵素群の働きによるものであるため、上記分解処理槽内の温度は、その酵素群の最適温度に維持される必要がある。また、従来知られている分解菌は、一般的な有機性廃水を対象にしたものや、炭水化物糖質を対象にしたものであり(特開平8−224593号公報参照)、各家庭や飲食店から頻繁に放出され、炭水化物の含有率濃度割合が特に高く、タンパク質や脂質の含有率が低いことを特徴とする、厨房廃水に属する米のとぎ汁を高い分解特性をもって分解するものではない。

0005

炭水化物の含有率が特に高くタンパク質や脂質含有率が低い、米のとぎ汁様有機性廃水の嫌気性分解がいわゆる腐敗臭を呈し易いことから、上記分解処理は、好気的条件下で行われる必要がある。また、各家庭や飲食店毎に設置できる厨房排水処理装置においては、通常、常温付近で利用されるので、常温付近(約25℃)において高い分解活性を有する分解菌を利用することが望ましい。

発明が解決しようとする課題

0006

従って、好気的条件下で、炭水化物の含有率が特に高くタンパク質や脂質含有率が低い、米のとぎ汁様有機性廃水に対する高い分解処理能力を有する分解菌、並びにこのような分解菌を利用した当該有機性廃水の分解処理方法及び分解処理装置の必要性が未だ存在する。

課題を解決するための手段

0007

従って、本発明の第一の態様においては、好気的条件下で、炭水化物の含有率が特に高くタンパク質や脂質含有率が低い、米のとぎ汁様有機性廃水に対する高い分解処理能力を有するフラボバクテリウム・インドロジェネス(Flavobacterium indologenes)K−K−6(FERM P−16801)が、提供される。本発明の第二の態様においては、好気的条件下で、炭水化物の含有率が特に高くタンパク質や脂質含有率が低い、米のとぎ汁様有機性廃水に対する高い分解処理能力を有するフラボバクテリウム(Flavobacterium)属の分解菌を、当該有機性廃水と接触させ、そして好気的条件下でその有機性廃水の分解を行う、有機性廃水の分解方法が、提供される。好ましくは、上記フラボバクテリウム属の分解菌は、上記のフラボバクテリウム・インドロジェネス(Flavobacterium indologenes)K−K−6(FERM P−16801)である。また、上記有機性廃水は、米のとぎ汁又は米のとぎ汁を含む廃水であることができる。本発明の第3の態様においては、上記フラボバクテリウム・インドロジェネス(Flavobacterium indologenes)K−K−6(FERM P−16801)分解菌を担持させた担体が、提供される。さらに、本発明の第4の態様においては、上記担体又は上記分解菌自体を廃水分解処理槽内に含み、かつ、当該分解処理槽内を好気的条件下に維持するための手段を含む、有機性廃水の分解処理装置が、提供される。上記手段は、例えば、曝気手段であることができる。好ましくは、上記有機性廃水は、米のとぎ汁又は米のとぎ汁を含む廃水であることができる。

0008

本発明に係る有機性廃水の分解処理方法及び分解処理装置において使用することができる微生物は、好気的条件下で、炭水化物の含有率が特に高くタンパク質や脂質含有率が低い、米のとぎ汁様有機性廃水に対する高い分解処理能力を有するフラボバクテリウム(Flavobacterium)属の微生物である。かかる微生物として、以下の実施例1に記載するように、1の菌株を自然界から単離し、新菌株としてフラボバクテリウム・インドロジェネス(Flavobacterium indologenes)K−K−6(FERM P−16801)と命名し、工業技術院生命工学工業技術研究所に1998年5月11日に寄託番号FERM P−16801として寄託した。この菌株の単離方法及び分類学性質を、実施例1に記載する。

0009

本発明に係る有機性廃水の分解処理方法は、上記微生物を使用して有利に行うことができる。分解処理されるべき有機性廃水の種類は、特に制約されない。しかしながら、本発明に係る有機性廃水の分解処理方法及び分解処理装置において使用されるフラボバクテリウム(Flavobacterium)属の微生物は、通常の菌が分解し難い、炭水化物の含有率が特に高くタンパク質や脂質含有率が低い、米のとぎ汁様有機性廃水中で十分に増殖・成長し、かつ、当該廃水に対して高い分解処理能力を有するので、分解処理されるべき有機性廃水は、米のとぎ汁又は米のとぎ汁を含む廃水であることが望ましい。また、その有機性廃水の分解の程度についてもその分解処理方法を行う目的に応じて、肥料その他の用途へのリサイクルを目的として不完全分解に止める場合や炭酸ガスと水にまで完全分解する場合等、任意に選択することができる。

0010

本発明に係る有機性廃水の分解処理方法を行うために使用されることができる分解処理装置又は分解処理施設は、その種類には制約がない。本発明に係る有機性廃水の分解処理方法は、例えば、各家庭や飲食店等で使用される小型の厨房廃水処理装置においても公共の大型の処理施設においても使用されることができる。但し、本発明に係る有機性廃水の分解処理方法を行うために使用されることができる分解処理装置又は分解処理施設は、その分解処理装置(槽)内に上記フラボバクテリウム・インドロジェネス(Flavobacterium indologenes)K−K−6(FERM P−16801)分解菌を担持させた担体又は当該微生物自体を含み、かつ、当該分解処理槽内を好気的条件下に維持するための手段、例えば、曝気手段を含むことができる。好ましくは、上記有機性廃水分解装置は、その有機性廃水、例えば、米のとぎ汁を最適温度に制御するための温度制御手段を備えたものであることが望ましい。上記担体は、ガラスプラスチックビーズ粒状活性炭等の粒子状の各種の大きさの担体、砂れき、杉チップ等であることができ、本分野で微生物を担持するものとして使用される多種多様な担体であることができる。

0011

本発明に係る分解処理方法においては、上記分解処理槽内に、好気的条件下で炭水化物の含有率が特に高くタンパク質や脂質含有率が低い、米のとぎ汁様有機性廃水に対する高い分解処理能力を有するフラボバクテリウム(Flavobacterium)属の微生物、例えば、フラボバクテリウム・インドロジェネス(Flavobacterium indologenes)K−K−6(FERM P−16801)を、好ましくは、微生物担体に担持させ、そして、かかる微生物又は担体と、分解処理されるべき有機性廃水とを、好気的条件下で、接触させる。

0012

本発明に係る有機性廃水の分解処理方法において好ましい分解処理条件又は本発明に係る分解処理装置の運転条件は、処理されるべき有機性廃水の種類により変動することができるけれども、pHは、pH3.0〜8.0、好ましくはpH5.0〜7.0であり、そして温度は、10〜50℃、好ましくは20〜30℃であることができる。また、有機性廃水の分解処理が嫌気的条件下で行われると、嫌気性代謝産物により悪臭が発生するので、好気的条件下での分解処理が望ましい。

0013

本発明に係る有機性廃水の分解処理方法及び分解処理装置に使用することができるフラボバクテリウム(Flavobacterium)属の微生物、例えば、フラボバクテリウム・インドロジェネス(Flavobacterium indologenes)K−K−6(FERM P−16801)は、以下の実施例2に記載するように、好気的条件下で、及び所定の温度域において、炭水化物の含有率が特に高くタンパク質や脂質含有率が低い、米のとぎ汁に対して高い分解処理能力を有する。すなわち、フラボバクテリウム・インドロジェネス(Flavobacterium indologenes)K−K−6(FERMP−16801)は、通常の分解菌、例えば、M−K−4(Pseudomonas属)、K−K−1(Bacillus属)、O−K−3(Sphaerotilus属)及びO−K−4(Alcaligenes属)が成長・増殖し難い炭水化物の含有率が特に高くタンパク質や脂質含有率が低い、米のとぎ汁に対しても成長・増殖可能である。そしてこれにより、有機性廃水中で支配的に繁殖しているような本発明に係る分解菌による微生物フローラを安定的に実現することができる。

0014

また、有機性廃水を好気的に分解処理することにより、いわゆる、完全分解(有機性廃水中の有機性物質を炭酸ガスと水にまで分解してその痕跡を残さないこと。)が可能となる。従って、任意の選択により、例えば、有機性廃水の分解処理を意図的にある程度に止めて、その分解物を肥料その他の用途にリサイクルすることもできる。嫌気性の分解菌によって有機性廃棄物を完全分解することは不可能であることが知られている。また、嫌気性分解に特有の嫌気性代謝産物を原因とする悪臭発生を回避することができる。従って、本発明は、好気的条件下で米のとぎ汁の完全分解を無臭且つ衛生的に迅速に行うという、従来技術に比較して有利な効果を有する。

0015

実施例1:微生物の単離及び同定
米のとぎ汁分解菌フラボバクテリウム・インドロジェネス(Flavobacterium indologenes)K−K−6(FERM P−16801)を、愛知県内で採取した生ゴミ汚泥から以下の方法で単離・同定した。約1gの上記汚泥を、25mlの生理食塩水に懸濁・撹拌し、その上清0.1mlを、表1にその成分濃度を示す精白米のとぎ汁を滅菌処理した選択培地5mlに、植菌し、25℃で72時間、振とう培養装置にて集積培養した。

0016

0017

次に、72時間培養した上記溶液を、新規の上記米のとぎ汁培地に、1%で添加し、72時間振とう培養を行った。その後、さらに同様の方法で、上記培養液を1%で添加した上記培地を、1週間培養した。1週間培養した上記培養液0.1mlを、上記米のとぎ汁に寒天成分を2%加えて作製した固形平板培地上に塗布し、25℃で48時間培養した。

0018

培養により上記平板培地上に形成されたコロニーを、釣菌操作を繰り返すことにより、単一分離した。得られた菌株の上記米のとぎ汁分解特性を、以下の実施例2に記載する米のとぎ汁分解率測定方法を用いて測定し、米のとぎ汁分解特性の高い菌株を、米のとぎ汁分解処理能力の高い菌株として選別した。

0019

以上のようにして、上記米のとぎ汁に対して高い分解処理能力を有する分解菌を選別し、その中で最優秀の菌株について菌学的性質を調べ、新種として単離・同定した。以下にかかる新種の形態学的性質及び生理学的性質を示す。

0020

0021

以上の結果から、以下の文献(1)E. Yabuuchi, T. Kaneko, I. Yano, C. W.Moss and N. Miyoshi, Int. J. Syst. Bacteriol., 33, 580 (1983)及び(2)長谷川武治著「微生物の分類と同定」学会出版センター、を参考にして同定を行った結果、上記の菌学的性質を有する、米のとぎ汁に対して高い分解処理能力を有する菌株を、フラボバクテリウム・インドロジェネス(Flavobacterium indologenes)K−K−6と命名し、そして工業技術院生命工学工業技術研究所に1998年5月11日に寄託番号FERM P−16801として寄託した。

0022

実施例2:所定温度域における米のとぎ汁の分解特性
フラボバクテリウム・インドロジェネス(Flavobacterium indologenes)K−K−6(FERM P−16801)について、上記米のとぎ汁に対する分解特性を、化学的酸素要求量(Chemical Oxygen Demand−mg/l:以下CODという。)の変化に基づき、以下のように測定した。

0023

煮汁の分解特性
米のとぎ汁の汚濁度合いは、CODの測定値指標とした。以下の式により、米のとぎ汁の分解特性を、米のとぎ汁分解率(%)として求めた。

0024

0025

上記CODの測定は、以下に記すJIS K0102法「100℃における過マンガン酸カリウムによる酸素消費量(以下、CODMnという。)」に従って、行った。

0026

CODMnの測定方法
上記米のとぎ汁の試料、又は微生物分解処理実験後の上記米のとぎ汁の試料を、適量、300ml三角フラスコ内に採り、蒸留水を加えて100mlとし、振り混ぜながら200g/l硝酸銀溶液5ml、及び硫酸10mlを、それぞれに加える。さらに、上記フラスコ内に、5mmol/l過マンガン酸カリウム溶液10mlを、加えて振り混ぜ、そして直ちに沸騰水溶液中に入れて、30分間加熱する。その後、上記水浴から上記フラスコを取り出し、そしてこの内に、12.5mmol/lシュウ酸ナトリウム溶液10mlを加えて振り混ぜて、よく反応させる。上記溶液の温度を約60℃に保ち、5mmol/l過マンガン酸カリウム溶液で、僅かに赤い色を呈するまで滴定する。対照として、蒸留水100mlを、300ml三角フラスコに採り、上記操作を行う。下記式により、CODMn(mg/l)を算出する。

0027

0028

上記実施例1において同定したフラボバクテリウム・インドロジェネス(Flavobacterium indologenes)K−K−6(FERMP−16801)について、滅菌処理した上記米のとぎ汁培地を用いて25℃の好気的条件下で、実施例1に記載したものと同様の方法で、振とう培養を行い、その米のとぎ汁分解特性を、上記CODMn測定値を用いて算出した米のとぎ汁分解率(%)として求めた。その結果、フラボバクテリウム・インドロジェネス(Flavobacterium indologenes)K−K−6(FERM P−16801)は、図1に示すように、米のとぎ汁を、25℃、好気的条件下、1週間の培養において、その汚濁度合いを13%まで低減し、上記米のとぎ汁分解率として87%を得ることができた。

0029

また、上記実施例1に記載したものと同様の方法で集積培養を行い選別し、単離した、上記米のとぎ汁中で成長・増殖する他の20種の微生物についても、上記米のとぎ汁分解率(%)を測定した。図1に、結果を示す。図1から、フラボバクテリウム・インドロジェネス(Flavobacterium indologenes)K−K−6(FERM P−16801)は、上記魚の煮汁中で成長・増殖する他の20種の微生物よりも、高い米のとぎ汁分解率を有し、米のとぎ汁の分解特性に優れていることがわかる。図1中、フラボバクテリウム・インドロジェネス(Flavobacterium indologenes)K−K−6(FERM P−16801)に次いで高い米のとぎ汁分解率を示す微生物OT−K−1も、フラボバクテリウム(Flavobacterium)属の菌であった。

図面の簡単な説明

0030

図1図1は、本発明に係るフラボバクテリウム・インドロジェネス(Flavobacterium indologenes)K−K−6(FERM P−16801)と、米のとぎ汁中で増殖する他の微生物(20種)の、米のとぎ汁分解率(%)を比較した結果を示すグラフである。

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